This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Probe and resume
(запуск PROBE и возврат в PSpice)
Выбрав эту альтернативу можно просмотреть в PROBE полученные к этому моменту графики и затем вернуться в PSpice для продолжения расчета. Запуск программ на счет (окончание) Запуск графического постпроцессора PROBE осуществляется командой PROBE [][[.DAT]] Если файл не указан, по умолчанию предполагается файл PROBE.DAT. Опции могут быть следующие (их подробное пояснение дается в [1], раздел 1.2): /C - задает командный файл .CMD;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
13
/D
- задает имя и путь к файлу .DEV, если он имеет нестандартное имя или расположен в директории, путь к которой не установлен; /L - задает генерациюлогического файла .LOG; /M [] - задает файл .MAC с макросами; по умолчанию его имя PROBE.MAC; /S [] - задает имя файла .DSP, содержащего спасенные ранее параметры экрана; по умолчанию имя этого файла PROBE.DSP; /G [] - задает имя файла .GF с описанием целевой функции для обработки графика (только начиная с PSpice 5). /I [] - задает имя файла конфигурации .IN, отличного от msim.ini (только начиная с Design Center 6.0). Имя файла может отделяться от опции пробелом или записываться без пробела. Примеры команд: PROBE PROBE F1.DAT PROBE /D C:\PSpice\PROBE.DEV /L F1.CMD F1.DAT Запуск программы идентификации параметров моделей PARTS осуществляется командой PARTS [], где допускаются описанные выше опции /C, /D, /L. Запуск программы графического редактора входных сигналов ESTMED осуществляется командой ESTMED [][[.CIR]], где допускаются рассмотренные выше опции /C, /D, /L, /I, а также опция /M указывающая на монохромный дисплей. Помимо перечисленных программ в Design Center входят: PLOGIC - моделирование цифровых схем; MODTOMDT - преобразование текстовых описаний моделей в библиотечные; LX - расширение и реорганизация библиотек; LC - сжатие библиотек.
14
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS МЕНЮ ПОСТРОЦЕССОРА PROBE В MS DOS Ниже приводится краткое описание функций основных разделов и подразделов главного меню постпроцессора PROBE в версиях, работающих в MS DOS. Описание начальных меню PROBE содержится в [1] и здесь не приводится, поскольку эти меню обычно не вызывают трудностей в их использовании. В описании меню символами 4) отмечены разделы и команды, используемые только в PROBE 4, символами 5) - только начиная с PROBE 5. Exit Select_digital
- выход из меню построения графиков; - переход в меню работы с цифровыми сигналами; данный раздел появляется в меню только в случае, если моделировалась цифровая или аналого-цифровая схема; Add_trace - добавление новой кривой на график; Remove_trace - удаление кривых активного графика; данный раздел появляется в меню только в случае, если на графике уже нанесены какие-то кривые; All - удаление всех кривых с графика; Select - выбор удаляемых кривых; 5) all_Digital - удаление всех диаграмм цифровых сигналов; all_aNalog5) - удаление кривых аналоговых сигналов при моделировании аналого-цифровой схемы; all_selected_Y_axes5) - удаление кривых, относящихся к выбранной оси Y; Undelete5) - восстановление последних удаленных кривых; X_axis - выбор аргумента и изменение масштаба по оси X; Log - задание логарифмического масштаба; данный раздел появляется в меню только в случае, если масштаб по оси X линейный; Lin - задание линейного масштаба; данный раздел появляется в меню только в случае, если масштаб по оси X логарифмический; Set_range - задание диапазона изменения аргумента на графике; в ответ на запрос программы указывается диапазон - два числа с пробелом или запятой между ними, например, 1k 2.5k; Auto_range - возврат к автоматическому определению диапазона изменения аргумента на графике; данный раздел появляется в меню только в случае, если ранее диапазон был изменен командой Set_Range; Restrict_data - задание диапазона изменения аргумента для преобразования Фурье и таких функций, как AVG(X), RMS(X), MIN(X), MAX(X), S(X); диапазон указывается так же, как в команде Set_Range;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
15
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS (продолжение) Unrestrict_data - восстановление диапазона изменения аргумента, переопределенного командой Restrict_data; данный раздел появляется в меню только в случае, если ранее диапазон был изменен командой Restrict_data; X_variable - изменение аргумента графиков; Fourier - преобразование Фурье для кривой,изображенной на графике: прямое преобразование, если аргументом графика является время, и обратное преобразование, если аргументом является частота; Quit_fourier - возврат из графика преобразования Фурье к исходному графику; Performance_analysis - построение графиков зависимости от параметра многовариантного анализа; при выборе этого раздела по команде Add_trace вводится имя целевой функции, содержащееся в PROBE.GF; по команде Quit_performance_analysis работа с графиками многовариантного анализа заканчивается и на экране восстанавливаются ранее построенные графики; подробнее см. “Целевые функции PROBE”; Y_axis - изменение масштаба по оси Y, изменение числа осей; Log - задание логарифмического масштаба; данный раздел появляется в меню только в случае, если масштаб по оси Y линейный; Lin - задание линейного масштаба; данный раздел появляется в меню только в случае, если масштаб по оси Y логарифмический; Set_range - задание диапазона изменения функций на графике; в ответ на запрос программы указывается диапазон - два числа с пробелом или запятой между ними, например, 1u 1.5u; если на графике в PROBE 5 несколько Y-осей, то задаваемый диапазон относится к выделенной в данный момент оси; Auto_range - возврат к автоматическому определению диапазона изменения функций на графике; данный раздел появляется в меню только в случае, если ранее диапазон был изменен командой Set_Range; 5) add_aXis - добавляет еще одну Y-ось; затем командой Set_range можно задать ее масштаб; 5) Remove_axis - удаляет выделенную Y-ось; selecT_axis5) - выбирает Y-ось, с которой будет проводиться работа; Change_title5) - позволяет записать заголовок, который будет высвечиваться для выбранной оси; 5) color_Option - установка цветов, относящихся к различным Y-осям;
16
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS (продолжение) Normal
-
цвета кривых чередуются в обычном порядке независимо от того, к какой Y-оси относится кривая; приэтом цвета не повторяются для кривых, соответствующих разным Yосям (если, конечно, хватает цветов); Match_axis - кривые, соответствующие каждой из Y-осей, обозначаются одним цветом и тем же цветом пишется обозначение оси; это позволяет легко видеть, к каким кривым на графике относится данная Y-ось; Sequential_per_axis - цвета кривых чередуются в обычном порядке для каждой Y-оси; таким образом, первые кривые всех осей имеют один цвет, вторые кривые - другой и т.д.; Plot_control - работа с несколькими графиками; Add_plot - добавить новый график; Select_plot - выбрать один из графиков в качестве активного; раздел появляется в меню, если на экране несколько графиков; Remove_plot - удалить выбранный график; раздел появляется в меню, если на экране несколько графиков; 4) Use_symbols или auTo_symbols5) - разрешить помечать кривые специальными символами; такую пометку PROBE осуществляет, если на графике нанесено много кривых:: более 9-ти или более числа цветов, выделенных для раскраски; пометки помогают проследить ход отдельных кривых; always_Use_symbols5) - всегда использовать пометки кривых специальными символами; это полезно, если кривые на графике переплетаются и накладываются друг на друга; DO_not_use_symbols4) или Never_use_symbols5) - запретить помечать кривые специальными символами; Mark_data_points5) - отметить на кривых точки, соответствующие действительно просчитанным значениям, содержащимся в файле .DAT; Do_not_mark_data_points5) - отмена пометок действительно просчитанных значений на кривых, т.е. отмена команды Mark_data_points; Display_control - сохранение и использование атрибутов настройки экрана; Save - сохранение атрибутов под некоторым именем; Restore считывание атрибутов, запомненных ранее под некоторым именем; в списке всегда имеются имена: LAST SESSION - все атрибуты экрана в предыдущем сеансе работы с PROBE (включая число и вид графиков, задание переменных, надписи, графические объекты, изменение масштаба и т.д.) и
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
17
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS (продолжение) LAST DISPLAY - атрибуты экрана в предыдущем сеансе, включающие только координатную сетку; List_displays - просмотр списка имен запомненных атрибутов; Vieu_display_detail - просмотр атрибутов с указанным именем; One_delete - даление одного из имен запомненных атрибутов; All_delete - удаление всех имен запомненных атрибутов; Macros - работа с макросами; Define_macro - определение (создание) нового макроса по формату: [()]=; Modify_macro - модификация макроса; Copy_macro - копирование макроса с присвоением нового имени; List_macros - просмотр списка имен макросов; One_delete - удаление одного из макросов; All_delete - удаление всех макросов; Hard_copy - вывод графиков на принтер или графопостроитель; 1_page_long - размер графика - 1 страница; 2_page_long - размер графика - 2 страницы; Other_length - задание размера графика; длина листа бумаги задается в дюймах; Cursor - работа с курсорами; 5) Hard_copy - печать графика на принтере или плоттере вместе с таблицей координат курсоров; 5) Peak - перемещение курсора к точке очередного локального максимума; 5) Trough - перемещение курсора к точке очередного локального минимума; 5) slOpe - перемещение курсора к точке очередного максимума производной; 5) Min - перемещение курсора к точке глобального минимума; 5) - перемещение курсора к точке глобального максимума; maX Search_commands5) - задание команды поиска (см. раздел “Команды поиска в PROBE”); Label_point5) - простановка на графике координат точки, в которой находится курсор; 5) Zoom - изменение размеров графика; Specify_region5)- выделение прямоугольной части графика, которая должна быть растянута на все графическое окно;курсором указывается один угол области и при нажатой левой кнопке мыши курсор сдвигается к противоположному углу;
18
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS (продолжение) X_zoom_in5) -
изменение в 2 раза масштаба по оси X с центром в точке, в которой находится курсор; 5) Y_zoom_in - изменение в 2 раза масштаба по оси Y с центром в точке, в которой находится курсор; 5) Zoom_out - изменение в 2 раза масштаба по обеим осям с центром в точке, в которой находится курсор; 5) Pan - перемещение окна изображения на 10% в сторону, указанную курсором; 5) Auto_range - возврат к первоначальному масштабу по всем осям; Label5) - нанесение на график надписей и графических изображений; 5) Text - нанесение надписи; текст пишется в командной строке и в нужное место с помощью мыши; 5) Line - изображение отрезка прямой; начальная точка фиксируется мышью; затем не отпуская нажатой левой кнопки курсор перемещается к конечной точке; то же можно делать, нажав клавишу пробела и перемещая курсор клавишами со стрелками; 5) Poly_line - изображение кусочно-ломанной линии; точки излома указываются курсором; завершение команды - клавиша Esc; 5) Arrow - изображение отрезка прямой со стрелкой; наносится так же, как отрезок прямой; 5) Box - изображение прямоугольника; курсором задаются точки противоположных друг другу углов; 5) Circle - изображение окружности; окружность указывается точкой центра и одной точкой, лежащей на окружности; 5) ellipSe - изображение эллипса; указывается его угол наклона в градусах (приглашение Enter the inclination of the ellipce:0.0), центр (Place the curcor at the center of the ellipse Stretch the ellipse as necessary) и, не отпуская левой клавиши мыши курсор перемещается до получения нужного изображения; 5) - ввод заголовка графика для распечатки на принтере; по умолчанию tItle в качестве заголовка выдается первая строка файла .CIR; 5) Delete_one - удаление одного, указанного курсором графического или текстового элемента; 5) delete_all - удаление всех нанесенных графических и текстовых элементов; 5) Move - перемещение указанного курсором графического или текстового элемента; 5) - перерисовка графического окна для устранения погрешностей, Refresh внесенных при удалении и перемещении объектов;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
19
Меню постпроцессора PROBE в MS DOS (окончание) Config_colors5) -
настройка цветов фона, осей, курсора, задание числа цветов кривых на графиках; настройка происходит с помощью вспомогательного меню, которое для мониторов EGA позволяет выбрать один из 64-ех возможных цветов, а для мониторов VGA, SVGA - задать цвет, смешением трех основных: красного, зеленого и синего; 5) set_Color - настройка цветов; Background - цвет фона; Foreground - цвет переднего плана: осей, координатной сетки, надписей, графики и т.п.; Trace - цвет указаной курсором кривой на графиках; кривые различаются по номерам: 1 - кривая первой переменной, 2 - второй и т.д.; Cursor - цвет курсора; Mouse - цвет курсора мыши; 5) More_trace_colors - увеличение на единицу числа различающихся цветом кривых на графиках; по умолчанию используется 6 различных цветов; их число можно увеличить до 12-ти; Fewer_trace_colors5) - уменьшение на единицу числа различающихся цветом кривых на графиках; 5) Save - сохранение конфигурации цветов в файле PSpice.CLR в текущей директории; 5) Load - загрузка файла конфигурации цветов PSpice.CLR из текущей директории; 5) - возврат к конфигурации цветов, принятой по умолчанию; Default
20
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в Design Center для Windows МЕНЮ ПОСТПРОЦЕССОРА PROBE В DESIGN CENTER ДЛЯ WiNDOWS В приведенном ниже списке разделов меню символом 5) отмечены разделы, имеющиеся только в Design Center 5, а символом 6) - разделы, имеющиеся только начиная с Design Center 6.0. File Open
- работа с файлами; - открытие нового файла .DAT в новом графическом окне; это может быть и файл, уже открытый в другом окне, так что можно создавать несколько окон с одним или разными файлами; 6) Append - добавление нового файла .DAT; этот раздел меню позволяет строить на одном графике кривые, взятые из нескольких различных файлов; Close - закрытие файла .DAT, используемого в текущем графическом окне; если этот файл открыт в нескольких окнах, то закроются все эти окна; если при этом надо закрыть только одно окно, то надо воспользоваться командой Window/Close или обычными в Windows способами: командой Close самого окна или клавишами Alt-F4; Print - печать графика; Page Setup - установка опций печати: полей, ориентации, размера графика, заголовков и т.п.; Printer Select - выбор принтера и установка его опций; Log Commands - задание имени, под которым будет создаваться файл протокола .LOG, который в дальнейшем после его редактирования может использоваться в качестве командного; в файл записываются все операции, проводимые в PROBE до момента закрытия файла .LOG повторным выбором команды Log Commands; Run Commands - запуск на счет командного файла .CMD, созданного вручную или полученного из ранее записанного файла протокола .LOG; поскольку в этом файле может быть и команда открытия файла .DAT, то начинать работу с PROBE при наличии файла .CMD можно именно с этой команды; Список файлов - открытие одного из файлов этого списка; список содержит имена нескольких (по умолчанию 4-х) файлов .DAT, с которыми велась работа в последних сеансах PROBE; эта команда заменяет команду Open, если надо открыть один из этих файлов; Exit - конец работы с PROBE; Edit - редактирование изображения в текущем графическом окне;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
21
Меню постпроцессора PROBE в Design Center для Windows (продолжение) Cut6)
- вырезание выделенного объекта (графического, надписи, переменной и т.п.) и помещение его в буфер Windows (Cleapboard); 6) Copy - копирование выделенного объекта (графического, надписи, переменной и т.п.) и помещение его в буфер Windows (Cleapboard); 6) Paste - чтение объекта из буфера Windows (Cleapboard); Delete - удаление выделенного элемента (то же, что нажатие клавиши Delete); Modify Object - модификация выделенного объекта, например, имени построенной на графике кривой; Modify Title - задание заголовка графика, высвечиваемого в текущем графическом окне; Trace - задание кривых на графике; Add - добавление новых кривых на график; Macro - работа с макросами; при выборе этого раздела возникает окно диалога, в котором можно создать новый макрос, модифицировать или удалить существующий, спасти созданный макрос в файле PROBE.MAC; Eval Goal Function - вычисление значения целевой функции (см. раздел “Целевые функции в PROBE”); Plot - работа с графиками; X Axis Settings - открывается диалоговое окно, в котором можно для текущего графика задать масштаб по оси X (линейный или логарифмический), изменить диапазон значений, изменить имя аргумента, провести преобразование Фурье, провести построение графиков многовариантного анализа и выполнить все действия, которые подробнее описаны в разделе X_axis меню для MS DOS; отличие PROBE от MS DOS заключается в том, что при наличии нескольких графиков в графическом окне они могут быть определены несинхронными (команда Unsync Plot) и иметь разные оси аргументов; Y Axis Settings - открывается диалоговое окно, в котором можно задать масштаб по оси Y (линейный или логарифмический), изменить диапазон значений, ввести заголовок Y-оси; Add Y Axis - добавление новой Y-оси; Delete Y Axis- уничтожение выделенной Y-оси; Add Plot - добавление нового графика в текущем графическом окне; переключение с одного графика на другой в дальнейшем осуществляется щелчком мыши в поле соответствующего графика; Delete Plot - удаление указанного графика в текущем графическом окне;
22
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в Design Center для Windows (продолжение) Unsync Plot - задание нового графика как несинхронизованного по оси X с другими графиками (т.е. для данного графика можно выбирать аргумент, масштаб, диапазон изменений независимо от аргумента других графиков в данном графическом окне; Digital Size - при смешанном моделировании и отражении на графиках цифровых, и аналоговых сигналов данный раздел позволяет задать процент, который занимают на графике диаграммы цифровых сигналов (от 16 до 84), и длину имен цифровых сигналов; AC - стирание содержимого текущего графического окна и подготовка окна для построения графиков частотного анализа; DC - стирание содержимого текущего графического окна и подготовка окна для построения графиков DC анализа; Transient - стирание содержимого текущего графического окна и подготовка его для построения графиков переходного процесса; 5) 6) Zoom или View - резкое изменение масштабов по осям; Normal5) или Fit6) - возврат к нормальным, автоматически определяемым масштабам по осям после изменения масштаба командами данного раздела или Plot/X Axis Settings и Plot/Y Axis Settings; In - увеличение размеров изображения по обеим осям в 2 раза вокруг центра, указанного курсором; Out - уменьшение размеров изображения по обеим осям в 2 раза вокруг центра, указанного курсором; команда срабатывает только, если ранее размер был увеличен какой-либо командой и еще не возвращен к нормальному; Area - выделение на графике прямоугольной области, изображение в которой будет растянуто на всю площадь графика; область определяется следующим образом: курсором указывается один угол и нажимается левая кнопка мыши, после чего, не отпуская кнопки, курсор перемещается к противоположному углу выделяемой области; область может быть выделена как после обращения к разделу Area, так и перед этим обращением; Previous6) - возврат к предыдущему масштабу; Redraw6) - повторная прорисовка текущего графического окна, если изображение испорчено удалением или перемещением кокого-то графического элемента; Pan - New Center6) - Указание точки, которая должна стать центром изображения; Tools - различные операции с графиками; Label - нанесение на график надписей и графических изображений; перемещение и удаление графических объектовосуществляется их
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
23
Меню постпроцессора PROBE в Design Center для Windows (продолжение) выделением (щелчок мыши, после чего объект выделяется цветом) и последующей транспортировкой с нажатой кнопкой мыши или нажатием клавиши Delete; Text - нанесение надписи; текст пишется в командной строке и в нужное место с помощью мыши; Line - изображение отрезка прямой; начальная точка фиксируется мышью; затем, не отпуская нажатой левой кнопки, курсор перемещают к конечной точке; то же можно делать, нажав клавишу пробела и перемещяя курсор клавишами со стрелками; Poly_line - изображение кусочно-ломанной линии; точки излома указываются курсором; завершение команды - клавиша Esc; Arrow - изображение отрезка прямой со стрелкой; наносится так же, как отрезок прямой; Box - изображение прямоугольника; курсором задаются точки противоположных друг другу углов; Circle - изображение окружности; окружность указывается точкой центра и одной точкой, лежащей на окружности; Ellipse - изображение эллипса; указывается его угол наклона в градусах (приглашение Enter the inclination angle: 0), далее курсором указывается центр, и мышь перемещается до получения нужного изображения, после чего нажимается левая клавиша мыши; Mark - простановка на графике координат точки, в которой находится курсор; этот раздел в меню появляется только, если ранее была выполнена команда Cursor/Display; Cursor - измерение параметров графиков с помощью курсоров и команд поиска; Display - переход в режим измерения и высвечивание на экране таблицы координат курсоров; при повторном выборе этой команды режим измерения заканчивается; Peak - перемещение курсора к точке очередного локального максимума; Trough - перемещение курсора к точке очередного локального минимума; Slope - перемещение курсора к точке очередного максимума производной; Min - перемещение курсора к точке глобального минимума; Max - перемещение курсора к точке глобального максимума; Search_commands - задание команды поиска (см. раздел “Команды поиска в PROBE”); Next Transition - переход курсора к следующему моменту переключения выделенного цифрового сигнала при цифровом или смешанном моделировании;
24
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню постпроцессора PROBE в Design Center для Windows (окончание) Previous Transition - переход курсора к предыдущему моменту переключения выделенного цифрового сигнала при цифровом или смешанном моделировании; 5) Simulation Errors или Simulation Messages6) - просмотр ошибок и замечаний, возникших при моделировании; Display Control - сохранение и использование атрибутов настройки текущего графического окна; по этой команде открывается окно диалога, в котором можно спасти (Save) графическое окно под некоторым именем, удалить (Delete) ранее запомненное окно, загрузить (Restore) ранее запомненное окно, включая LAST SESSION последнее из использованных ранее окон в предыдущем сеансе работы с данным файлом .DAT и LAST DISPLAY - предыдущее окно (предыдущий график) в данном сеансе работы; Copy to Clipboard - копирование текущего графического окна в буфер Windows, откуда его может взять другая программа: PAINTBRUSH, WORD и др.; 5) Redraw - повторная прорисовка текущего графического окна, если изображение испорчено удалением или перемещением кокого-то графического элемента; Options - задание опций; по этой команде открывается диалоговое окно, в котором можно задать опции, важнейшие из которых: Display Status Line - наличие внизу экрана строки состояний, Mark Data Points - пометка реально посчитанных точек графика, Use Symbols - автоматически (Auto), никогда (Never) или всегда (Always) помечать кривые специальными символами, Trace Color Scheme различные схемы раскраски кривых при нескольких Y-осях (о двух последних опциях продробнее см. меню для MS DOS); в PROBE 6 имеются еще опции Use Scroll Bar - использование полос прокрутки и Auto-Update Interval - интервал автоматического обновления; Window - работа с графическими окнами; New - создание нового графического окна, в котором могут изображаться кривые для того же или иного вида анализа того же файла .DAT или иного файла; Close - закрытие текущего графического окна; Arrange - упорядочивание открытых окон в двух вариантах: Tile размещение окон без перекрытия, Cascade - размещение с перекрытием, но так, чтобы были видны все заголовки и чтобы любое окно можно было извлечь поверх других; Список открытых окон - выбор в этом списке позволяет переключиться в данное окно, даже если оно не видно под другими окнами; Help - информация о версии PROBE.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
25
Команды поиска в PROBE КОМАНДЫ ПОИСКА В PROBE Команды поиска в PROBE позволяют найти необходимые характерные точки графика. Они применяются в разделе CURSOR меню работы с графиками и при построении функций обработки результатов многовариантного анализа (см. следующий раздел). В приведенной ниже команде и во всех ее элементах при записи допускаются сокращения: ключевые слова могут сокращаться до строчных букв, выделенных в каждом слове. Команда поиска имеет формат: Search [] [//] [##] + [[,]] [FOR] [:] . []
указывает направление поиска: Forward - вперед, Backward назад, т.е. в направлении нарастания или убывания аргумента X. По умолчанию подразумевается Forword. [//] - та точка, от которой начинается поиск. Эта опция команды может принимать значения: Begin или * - начальная точка X-оси; End или $ - последняя точка X-оси; x - номер точки; это может использоваться только при построении функций обработки результатов многовариантного анализа (см. следующий раздел). [##] определяет, на скольких точках должно повторяться условие, чтобы считаться выполненным. Смысл этой опции зависит от вида условия и будет указан ниже при описании различных условий. [[,]] задает интервалы поиска по соответствующим осям. По умолчанию эти интервалы совпадают с видимой на экране частью графика. Границы интервалов могут задаваться своими значениями или как относительные величины в процентах от полного диапазона изменения по соответствующей оси. При построении функций обработки результатов многовариантного анализа границы могут также указываться в формате x. Примеры задания диапазонов: (10, x1) - диапазон по X от 10 до точки x1, по Y диапазон неограничен; (,,10n,50%) - диапазон по X неограничен, по Y от 10-9 до 50% от максимального значения на оси Y.
26
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Команды поиска в PROBE (продолжение) [:] задает, какое по порядку выполнение условия принимается во внимание. Например, задание числа “3:” указывает, что определяется третья точка, в которой будет выполнено условие. Теперь рассмотрим виды условий, которые могут задаваться в команде поиска. Max - определение максимального значения функции. Если есть несколько максимумов с одинаковыми значениями Y, то определяется ближайший в заданном направлении. Опции и на результат не влияют. Min - определение минимального значения функции. Если есть несколько минимумов с одинаковыми значениями Y, то определяется ближайший в заданном направлении. Опции и на результат не влияют. Peak - поиск очередного “пика” - очередного локального максимума кривой. Опция определяет, сколько точек с каждой стороны от максимума должны иметь значение функции меньше этого максимума, чтобы точка максимума была признана “пиком”. Задание этого числа больше единицы позволяет сгладить случайные флуктуации вычислений, которые могут создавать ложные “пики”. Trough - поиск очередного локального минимума кривой. Так же, как для Peak, опция определяет, сколько точек с каждой стороны от минимума должны иметь значение функции, большее этого минимума. SLope[()] - определение очередной точки с максимальной по модулю производной. Опция определяет требуемый знак производной в искомой точке. Опция может принимать значения: Positive (положительный), Negative (отрицательный), Both (безразлично). Например, если задать опцию Positive, то будут определяться точки на нарастающих участках кривой, т.е. при положительной производной. Значение опции по умолчанию Both. Level () - определение точки, в которой функция равна заданному значению. Опция так же, как и в условии Slope, определяет требуемый знак производной в искомой точке может принимать значения Positive, Negative, Both (по умолчанию). Значения уровня могут задаваться в виде:
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
27
Команды поиска в PROBE (окончание) - числа, например 10k; - процента от полного размаха функции, т.е. если min - минимальное значение функции, а max - максимальное, то задание Level 50% означает уровень min+0.5⋅(max-min); - отмеченной точки, например y1 (это может использоваться только при построении функций обработки результатов многовариантного анализа (см. следующий раздел); - значения в децибеллах или абсолютных величинах, отсчитываемого относительно максимального (max) или минимального (min) значения функции; например: min+3db, max-3db - значения на 3 децибелла выше минимального и ниже максимального или max-1k, min+10; - значения в децибеллах или абсолютных величинах, отсчитываемого относительно текущей точки; в этих случаях перед величиной ставится точка: например, .3db, .-3db - значения на 3 децибелла выше или ниже текущего или .-1k, .+10. Xvalue () - определение точки, в которой аргумент равен заданному значению. Значения могут задаваться теми же способами, как и в условии Level. Примеры функций поиска SEARCHMAX или sma - определение точки максимума; s2:pe - определение второй по порядку точки локального максимума; sbtr - определение первой при движении в обратном направлении точки локального минимума; sle(50%) - определение ближайшей в прямом направлении точки, в которой функция равна среднему значению между своими минимальным и максимальным значениями; sle(50%,n) - то же, что и в предыдущем случае, но только точки, в которой производная отрицательна; ssl - определение ближайшей в прямом направлении точки максимума производной.
28
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Целевые функции в PROBE ЦЕЛЕВЫЕ ФУНКЦИИ В PROBE Целевые функции, как не очень удачно они названы в PROBE (обычно в математике целевыми называются функции, используемые в задачах оптимизации), предназначены для расчета каких-либо параметров или функционалов на зависимостях, содержащихся в файле .DAT. К таким параметрам могут относяться длительности фронтов, величины выбросов, задержки, неравномерность АЧХ, добротность и многое другое. Целевые функции описываются в текстовом файле PROBE.GF. Эти функции применяются в PROBE 5 для MS DOS при построении графиков зависимостей от параметра многовариантного анализа, осуществленного по директивам .STEP, .TEMP, .MC. Аргументом строящегося графика многовариантного анализа является его параметр: температура, параметр оператора .STEP или номер варианта при выполнении оператора .MC. По оси Y откладывается одна из функций, описанных в файле PROBE.GF. Имя используемой функции вводится при работе в разделе X_axis/Performance_analysis командой Add_trace. В Design Center для Windows эначения целевых функций могут рассчитываться и для отдельного графика, никак не связанного с многовариантным анализом. Расчет производится по команде Trace/Eval_Goal_Function. Формат описания целевой функции следующий: (1,2,...,N,)= { 1| 2| ... N| } Имя функции может содержать до 50-ти символов: латинских букв, цифр, символов подчеркивания. Имя не должно начинаться с цифры. Аргументы функции 1, ..., N - номера групп последующих команд поиска, относящихся к какой-то одной переменной. При вызове функции эти аргументы заменяются именами или выражениями, указываемыми как параметры в команде Add_trace. Список параметров представляет собой список идентификаторов, которые строятся по тем же правилам, что и имя функции (не должны начинаться с цифры). Параметры используются в командах поиска выделяемых точек. При вызове функции эти параметры заменяются числами, указываемыми в команде Add_trace. Команды поиска выделяемых точек объединяются в общем случае в группы, относящиеся к различным переменным, и записываются по формату:
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
29
Целевые функции в PROBE (окончание) ! ... ; где - номер выделенной точки. Символ “;” в конце обязателен. Пример: 1| sle(50%,p)!1 sle(50%,n)!2; В этом примере выделено две точки по уровню 50%: первая при положительной производной, вторая - при отрицательной. Выражение, определяющее функцию, строится по принятым в PROBE правилам со следующими ограничениями: - в выражение могут входить константы, параметры целевой функции и координаты выделенных точек: x1, y1 и т.д.; обычные переменные типа V(1) и др. использоваться не могут; - не могут использоваться функции нескольких переменных, такие, как D, S, AVG, RMS, MIN, MAX, и функции комплексных переменных M, P, R, IMG, G; - добавлена функция MPAVG(,[,]), вычисляющая среднее значение переменной Y в заданном диапазоне аргумента X. Границы диапазона задаются координатами X выделенных точек (например, x1, x3); по умолчанию равен 1, и в этом случае указанные границы совпадают с границами диапазона; если же не равен 1, то средняя точка диапазона соответствует среднему значению заданных границ, а длина диапазона умножается на заданный коэффициент. Поясним применение рассмотренного аппарата. Пусть, например, в некоторой схеме по оператору .TEMP просчитаны при ряде температур переходные процессы. Приведем примеры функций и их интерпретацию для этого случая. 1) arg(1,y)=x1 {1|sle(y)!1;} Эта функция определяет значение аргумента при заданном значении переменной y. Если в режиме X_axis/Performance_analysis/Add_trace задается arg(V(2),5v), то будет построен график зависимости от температуры моментов времени, когда напряжение в узле 2 равно 5 В. 2) max(1)=y1 {1|sma!1;} Эта функция определяет максимум. При задании max(v(2)) будет построен график зависимости максимума напряжения в узле 2 от температуры. 3) ampl(1)=y1-y2 {1|sma!1 smi!2;} Эта функция определяет размах переменной - разность между максимумом и минимумом. 4) delay(1,2)=x1-x2{ 1|sle(50%)!1; 2|sle(50%)!2;} Эта функция определяет задержку между двумя сигналами по среднему уровню. Например, при задании delay{V(2),V(1)) будет построена зависимость задержки напряжения в узле 2 по отношению к напряжению в узле 1.
30
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора сигналов STMED для MS DOS МЕНЮ РЕДАКТОРА СИГНАЛОВ STMED ДЛЯ MS DOS Ниже приводится состав меню редактора входных сигналов STMED для MS DOS. Редактор STMED для MS DOS включен во все версии PSpice и в Design Center 5. Только в Design Center 6 появился редактор для Winows. Многие разделы меню STMED повторяются в различных сочетаниях в разных режимах работы программы. Эти повторяющиеся разделы указываются ниже только один раз в качестве самостоятельных разделов. Символами 4) отмечены разделы, существующие только в STMED 4 и в версиях STMED 5, меньших 5.3, т.е. не в Design Center. Символами 5) отмечены разделы, существующие только в версиях, начиная с STMED 5.3, символами d) - разделы, существующие только в Design Center 5. Exit - завершение редактирования; Exit_program - запись отредактированного описания сигнала в файл .CIR и выход из программы; при этом предыдущее состояние файла .CIR запоминается в файл с тем же именем и с расширением .BAK; Start_editor - возвращение в меню редактирования аналоговых сигналов; Abort_program - выход из программы без записи отредактированного описания сигнала в файл .CIR; при этом надо утвердительно ответить на вопрос: Abort without saving changes (Y/N)? действительно ли требуется уход без спасения результатов; New_stimulus - включение в схему нового источника независимого сигнала (элемента типа V или I) или нового источника цифрового сигнала (элемента типа U); при этом указывается имя источника, а затем для аналогового сигнала выбирается его вид: 1) EXP, 2) PULSE, 3) PWL, 4) SFFM, 5) SIN и указывается начальное приближение для параметров; после этого программа переходит в режим Modify stimulus; для цифрового сигнала в ответ на запрос Enter number of output nodes указывается число выходов, после чего программа переходит в раздел Modify_stimulus; Modify_stimulus - редактирование параметров сигнала текущей координатной сетки; если в ней имеется несколько сигналов, то сначала предлагается выбрать имя редактируемого сигнала; Transiet_parameters - изменение параметров аналогового сигнала, определяющих его форму; предлагается меню,содержащее имена параметров, которые можно менять; после выбора параметра
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
31
Меню редактора сигналов STMED для MS DOS (продолжение) предлагается его прежнее значение, которое можно отредактировать; выход из этого раздела - команда Exit или клавиша Esc; для модели PWL изменение параметров выглядит иначе, оно выполняется в указанном подменю; после выбора того или иного раздела в нем координаты вводимой точки излома указываются или числами, или перемещением курсора и нажатием левой кнопки мыши (клавиши Enter); Add_corner - добавление точки излома после последней, описанной для данного сигнала; Change_corner - изменение одной из точек излома (точка указывается курсором в таблице и нажимается Enter); Remove_corner - удаление одной из точек излома (точка указывается курсором в таблице и нажимается Enter); Insert_corner - вставка точки излома (курсором в таблице и нажатием Enter указывается точка, перед которой должна быть вставлена точка); Spec_type - изменение вида редактируемого аналогового сигнала (т.е. смена его модели) и задание параметров; Add_command - добавление команд в описание источника цифровых сигналов; можно выбрать следующие разделы подменю (назначение и синтаксис команд см. в разделе Цифровое и смешанное моделирование в программе PSpice, Генератор логических сигналов): Set - задание момента времени и логических уровней сигналов; Goto n Times - задание команды передачи управления в цикле; Goto Until GE/GT/LE/LT - задание команд условной передачи управления; Incr by - задание положительного приращения сигналов; Decr by - задание отрицательного приращения сигналов; Label - задание имени метки; Modify_command - выбор изменяемой команды при редактировании цифровых сигналов; Remove_command - удаление команды при редактировании цифровых сигналов; Insert_command - вставка одной или нескольких команд перед выбранной командой при редактировании цифровых сигналов; Other_info - изменение различной информации об источнике сигнала; для аналоговых сигналов это имя источника (Name), уровень постоянной составляющей (DC_value), модуль (Magnitude) и фаза (Phase) сигнала для AC анализа (AC_value), узлы подключения источника сигнала (Nodes); для цифровых сигналов это имя источника (Name), имя модели входа/выхода (IO_Model), величина временного шага (Step_Size), число выходов (Width), формат,
32
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора сигналов STMED для MS DOS (продолжение) определяющий систему счисления в описании сигналов (Radix), список выходных узлов (Output_Nodes), узлы питания (Power)5) и земли (Ground)5); X_axis - задание диапазона изменения аргумента по X-оси графика; Y_axis - задание диапазона изменения сигнала по Y-оси графика; Display_help - вывод на экран пояснений по редактируемому сигналу; Hard_copy - вывод графика сигнала на принтер или графопостроитель; Cursor - переход в режим измерения на графиках с помощью курсоров; режим аналогичен тому, который используется в постпроцессоре PROBE; Delete_stimulus - удаление одного или нескольких сигналов с текущего графика; описания удаляемых сигналов будут уничтожены в файле .CIR; All - удаление всех сигналов; All_Digital - удаление всех цифровых сигналов; All_Analog - удаление всех аналоговых сигналов; Select - выбор удаляемых сигналов; при выполнении этой команды появляется указание: Use arrows and tab to move highlight , space to select, enter to delete (Используйте стрелки и клавишу “Tab” для перемещения засветки, пробел для выбора, Enter для удаления); при наличии мыши можно использовать ее вместо клавиш для перемещения засветки, указывающей имена сигналов; Undelete - восстановление ошибочно удаленных сигналов; данный раздел появляется в меню после выполнения какой-нибудь команды удаления и отменяет ее, восстанавливая удаленные сигналы; Plot_control - работа с несколькими координатными сетками (графиками); Add_plot - добавление на экран новой координатной сетки для нового графика сигналов; Remove_plot - удаление выделенной координатной сетки; Select_plot - выбор текущей координатной сетки из числа имеющихся на экране; для STMED 5 для выбора сетки достаточно войти в раздел Plot_control и указать мышью нужную сетку; Display_stimulus - построение одного или нескольких графиков сигналов из указанного перечня в текущей координатной сетке; Undisplay_stimulus - удаление одного или нескольких графиков; Hide_symbols - запрещение пометки графиков различных сигналов специальными символами при выводе графиков на печать; View_simbols- пометка диаграмм различных сигналов специальными символами при выводе графиков на печать; раздел появляется только, если ранее была выполнена команда Hide_symbols;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
33
Меню редактора сигналов STMED для MS DOS (окончание) Always_use_symbols5) - всегда помечать специальными символами изображаемые на экране в текущей координатной сетке графики различных сигналов; если в одной сетке нанесено несколько переплетающихся и накладывающихся друг на друга графиков, то пометка облегчает отслеживание отдельных кривых; 5) Never_use_symbols - запрещение помечать специальными символами изображаемые на экране в текущей координатной сетке графики различных сигналов; 5) Auto_symbols - переход к автоматической пометке специальными символами изображаемых на экране в текущей координатной сетке графиков различных сигналов; автоматическая пометка производится только при большом числе кривых; данный раздел появляется в меню только, если ранее выполнялись команды Always_use_symbols или Never_use_symbols; Change_digital_plot_sized) - раздел существует только в Design Center 5 и включает в себя два приведенных ниже подраздела; Modify_plot_size - изменение размера графика с временными диаграммами цифровых сигналов при наличии на экране цифровых и аналоговых сигналов; в PSpice 5 задается вопрос: Enter number of trases to display in digital plot (укажите число диаграмм сигналов - от 0 до 21); в Design Center 5 задается другой вопрос: Enter persent of plot to be digital (20 - 80) укажите процент площади экрана, отводимой под цифровые графики (от 20 до 80 %); Change_display_name - изменение максимальной длины имени источника цифрового сигнала, выводимого на экран дисплея; сокращение этой длины увеличивает место на экране для диаграмм; Select_digital4) - переход в меню работы с цифровыми сигналами; раздел имеется в меню, если ранее работа шла с аналоговыми сигналами; если в файле .CIR не было аналоговых сигналов, то в STMED 4 задается вопрос: Enter number of trases to display in digital plot (укажите число диаграмм сигналов - от 0 до 21); ответ на этот вопрос определяет размер координатной сетки для цифровых сигналов; Select_analog4) - переход в меню работы с аналоговыми сигналами; раздел имеется в меню, если ранее работа шла с цифровыми сигналами.
34
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора сигналов STMED для Design Center 6 МЕНЮ РЕДАКТОРА СИГНАЛОВ STMED ДЛЯ DESIGN CENTER 6 В Design Center 6.0 включен редактора сигналов STMED, работающий в среде Windows. Ниже приводится описание основных разделов меню этой программы. File - работа с файлами; New - создание нового графического окна, в котором могут редактироваться данные для нового библиотечного файла сигналов .STL; Open - открытие нового файла .STL в новом графическом окне; Close - закрытие файла .STL, используемого в текущем графическом окне; Save - спасение файла .STL, включающего все редактируемые сигналы; Save as - спасение файла .STL, включающего все редактируемые сигналы, под новым именем; Log Commands - задание имени, под которым будет создаваться файл протокола .LOG, который в дальнейшем после его редактирования может использоваться в качестве командного; в файл записываются все операции, проводимые в STMED до момента закрытия файла .LOG повторным выбором команды Log Commands или до конца работы; Run Commands - запуск на счет командного файла .CMD, созданного вручную или полученного из ранее записанного файла протокола .LOG; поскольку в этом файле может быть и команда открытия файла .STL, то начинать работу с STMED при наличии файла .CMD можно именно с этой команды; Print - печать графика; Page Setup - установка опций печати: полей, ориентации, размера графика, заголовков и т.п.; Printer Select - выбор принтера и установка его опций; Список файлов - открытие одного из файлов этого списка; список содержит имена нескольких (по умолчанию 4-х) файлов .STL, с которыми велась работа в последних сеансах STMED; эта команда заменяет команду Open, если надо открыть один из этих файлов; Exit - конец работы с STMED; Edit - редактирование выделенного объекта; Delete - удаление выделенного объекта (то же, что нажатие клавиши Delete);
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
35
Меню редактора сигналов STMED для Design Center 6 (продолжение) Scale -
для аналогового сигнала типа PWL - переход в диалоговое окно для изменения масштабирующих коэффициентов по времени или по величине сигнала; для цифрового сигнала - переход в диалоговое окно для изменения размерности шины (Bus width), величины временного шага (TimeStep), формата задания сигналов (Bus Format); если в диалоговом окне выбирать альтернатиау Apply, то вводимые изменения будут немедленно отражаться на графике в процессе диалога; Object - переход к редактированию сигнала, имя которого выделено на графике курсором, или к редактированию выделенного текста; то же, что двойной щелчок на имени сигнала или на тексте; для аналогового сигнала, описываемого не моделью PWL, осуществляется переход в диалоговое окно, в котором можно изменять конкретные численные значения параметров сигнала, или задавать их параметрами, заключенными в фигурные скобки (например, {a}) и определять конкретные знчения в разделе Tools/Parameters; для модели PWL высвечиваются точки излома и далее можно выполнять команду Add point, а можно удалить ошибочную точку, выделив ее курсором и нажав клавишу Delete; для цифрового сигнала высвечиваются точки переключений и далее можно выполнять команду Add transition, а можно удалить ошибочную точку, выделив ее курсором и нажав клавишу Delete; повторный выбор команды Object снимает выделение объекта; Add point - добавление новых точек излома в сигнал, описываемый моделью PWL; в процессе выполнения команды можно указать курсором некоторую точку и, не отпуская кнопки мыши, перемещать курсор, смотря на высвечиваемые в рабочей строке координаты; когда курсор переместился в нужное место, кнопка мыши отпускается; Add transition - добавление новых точек переключения в цифровой сигнал; в зависимости от того, является ли сигнал шиной или битовым (одноразрядным), можно выбрать одну из указанных ниже подкоманд; затем на графике в процессе выполнения команды можно указать курсором некоторую точку и, не отпуская кнопки мыши, перемещать курсор, смотря на высвечиваемые в рабочей строке координаты - время; когда курсор переместился в нужное место, кнопка мыши отпускается.
36
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора сигналов STMED для Design Center 6 (продолжение) Для шины: To value Incr by
- указывается новое значение сигнала шины; - увеличение сигнала шины на заданную величину приращения; Decr by - уменьшение сигнала шины на заданную величину приращения; To X - переключение в неопределенное состояние X; To Z - переключение в высокоомное состояние Z. Для битового сигнала: To 0/1 - если в текущей точке сигнал равен “1”, то он будет переключаться в “0”, а если он равен “0”, то будет переключаться в “1”; To 0/R/1/F - последовательное переключение в “1” и в “0” через промежуточные значения “R” и “F”; To X - переключение в неопределенное состояние X; To Z - переключение в высокоомное состояние Z; Edit - редактирование; Stimulus - добавление на график одного из описанных ранее сигналов или переход к описанию нового сигнала; New - начало описания нового сигнала; программа переходит в диалоговое окно, в котором задается имя сигнала и его тип: цифровой (Stim) или один из аналоговых - EXP, PULSE, PWL, SFFM, SIN; Get - добавление на график одного из описанных ранее сигналов; Plot - работа с графиками; Axis Settings - открывается диалоговое окно, в котором можно для текущего графика задать масштаб по осям X и Y; Grid Settings - открывается диалоговое окно, в котором можно для текущего графика задать сетку по осям X и Y; Add Plot - добавление нового графика в текущем графическом окне; переключение с одного графика на другой в дальнейшем осуществляется щелчком мыши в поле соответствующего графика; Delete Plot - удаление указанного графика в текущем графическом окне; Unsync Plot - задание нового графика как несинхронизованного по оси X с другими графиками (т.е. для данного графика можно выбирать независимый масштаб по оси времени;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
37
Меню редактора сигналов STMED для Design Center 6 (продолжение) View Fit
- резкое изменение масштабов по осям; - возврат к нормальным, автоматически определяемым масштабам по осям после изменения масштаба командами данного раздела или Plot/Axis Settings; In - увеличение размеров изображения по обеим осям в 2 раза вокруг центра, указанного курсором; Out - уменьшение размеров изображения по обеим осям в 2 раза вокруг центра, указанного курсором; команда срабатывает только, если ранее размер был увеличен ккакой-либо командой и еще не возвращен к нормальному; Area - выделение на графике прямоугольной области, изображение в которой будет растянуто на всю площадь графика; область определяется следующим образом: курсором указывается один угол и нажимается левая кнопка мыши, после чего, не отпуская кнопки, курсор перемещается к противоположному углу выделяемой области; область может быть выделена как после обращения к разделу Area, так и перед этим обращением; Previous - возврат к предыдущему масштабу; Pan - New Center - указание точки, которая должна стать центром изображения; Redraw - повторная прорисовка текущего графического окна, если изображение испорчено какими-то предыдущими операциями, в частности, выделением объектов, точек и т.д.; Tools - различные операции с графиками; Label - нанесение на график надписей и графических изображений; перемещение и удаление графических объектов осуществляется их выделением (щелчок мыши, после чего объект выделяется цветом) и последующей транспортировкой с нажатой кнопкой мыши или нажатием клавиши Delete; Text - нанесение надписи; текст пишется в командной строке и в нужное место с помощью мыши; Line - изображение отрезка прямой; начальная точка фиксируется мышью; затем, не отпуская нажатой левой кнопки, курсор перемещают к конечной точке; то же можно делать, нажав клавишу пробела и перемещяя курсор клавишами со стрелками; Poly_line - изображение кусочно-ломанной линии; точки излома указываются курсором; завершение команды - клавиша Esc;
38
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора сигналов STMED для Design Center 6 (окончание) Arrow
- изображение отрезка прямой со стрелкой; наносится так же, как отрезок прямой; Box - изображение прямоугольника; курсором задаются точки противоположных друг другу углов; Circle - изображение окружности; окружность указывается точкой центра и одной точкой, лежащей на окружности; Ellipse - изображение эллипса; указывается его угол наклона в градусах (приглашение Enter the inclination angle: 0), далее курсором указывается центр и курсор перемещается до получения нужного изображения, после чего нажимается левая клавиша мыши; Parameters - задание в диалоговом окне значений параметров в формате = , которые могут заменять конкретные значения параметров в описаниях сигналов; подкоманда Save запоминает значение параметра, которое будет использовано всеми сигналами, ссылающимися на этот параметр; подкоманда Apply приводит к немедленному учету параметра в моделях сигналов и к перестроению графиков; Window - работа с графическими окнами; New - создание нового графического окна; Close - закрытие текущего графического окна; Arrange - упорядочивание открытых окон в различных вариантах: Tile экран делится и по горизонтали, и по вертикали и окна размещаются без перекрытия, Tile Horizont - окна располагаются друг под другом, Tile Vertical - окна располагаюся рядом друг с другом, Cascade - размещение с перекрытием, но так, чтобы были видны все заголовки и чтобы любое окно можно было извлечь поверх других; Спосок открытых окон - выбор в этом списке позволяет переключиться в данное окно, даже если оно не видно под другими окнами; Help - информация о версии STMED.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
39
Меню управляющей оболочки PS для MS DOS МЕНЮ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ОБОЛОЧКИ PS ДЛЯ MS DOS Ниже дается описание всех разделов меню управляющей оболочки PS для MS DOS. Files Edit
- работа с файлами; - редактирование входного файла .CIR с помощью встроенного редактора; выход из редактора - Esc; при выходе на вопрос: Save changes or Discard (S/D)? - надо ответить Y, если требуется сохранить в файле внесенные изменения, или D - если надо уйти, не изменяя текст файла; наряду с обычными для большинства редакторов командами используются следующие команды: Alt-S - поиск в тексте заданной подстроки; Alt-M - начало выделения блока (специальной команды конца выделения нет; снимается выделение нажатием Esc); Alt-C - копирование выделенного блока в буфер; Alt-X - вырезание выделенного блока в буфер; Alt-P - чтение из буфера; Browse Output - просмотр выходного файла .OUT; длина текста в файле не более 32700 строк; при большем объеме загружаются только первые 32700 строк; возможности редактировать текст отсутствуют; можно использовать команду поиска Alt-S и команду Alt-G переход по заданному номеру строки; выход из просмотра - Esc; Current File - указание имени текущего входного файла; с этого раздела начинается работа, если имя файла не указано при запуске управляющей оболочки; если в момент запроса имени файла нажать F4, то появится список всех имеющихся файлов с расширением .CIR, из которого можно выбрать требуемый; Save File - сохранение текущего входного файла; X - External Editor - вызов внешнего текстового или графического редактора; этот редактор подключается командой DOS: SET PSEDIT=[] (подробности см. в [2]); R - External Browser - вызов внешнего текстового или графического редактора для просмотра файла .OUT; этот редактор подключается командой DOS: SET PSBROWSE=[] (подробности см. в [2]);
40
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню управляющей оболочки PS для MS DOS (продолжение) Circuit Devices
- просмотр и редактирование описания схемы в диалоге; - просмотр и редактирование параметров элементов; показывается список элементов схемы; из него можно выбрать нужный и изменить его параметры; Models - просмотр и редактирование параметров моделей элементов; показывается список моделей элементов, использованных в схеме; из него можно выбрать нужную модель, просмотреть и при необходимости изменить ее параметры; Parameters - просмотр и редактирование глобальных параметров; показывается список глобальных параметров, использованных в схеме; из него можно выбрать нужный параметр и изменить его; Errors - вызов списка ошибок в описании схемы (эквивалентно нажатию клавиши F6); показывается список замечаний и ошибок, полученных при начальном анализе загруженного файла; StmEd - работа с графическим редактором сигналов StmEd; Edit - вызов StmEd; Command File - указание командного файла, используемого при вызове StmEd; задается вопрос: Use command file (Y/N)?; при положительном ответе будет использоваться командный файл с заданным именем; Log to File - создание файла протокола; задается вопрос: Create log file (Y/N)?; при положительном ответе будет создаваться файл протокола с заданным именем; Analysis - редактирование в диалоге задания на анализ схемы и проведение расчета; Run Pspice - запуск программы моделирования; AC&Noise - диалоговый ввод и редактирование операторов .AC и .NOISE; DC Sweep - диалоговый ввод и редактирование оператора .DC; Transient - диалоговый ввод и редактирование операторов .TRAN и .FOUR; Parametric - диалоговый ввод и редактирование оператора .STEP; Spesify Temperature - диалоговый ввод и редактирование оператора .TEMP; после задания значений температуры надо нажать Ctrl-Enter, чтобы эти данные сохранились в файле; при нажатии Esc внесенные изменения не запоминаются; Monte Carlo - диалоговый ввод и редактирование оператора .MC; Change Options - диалоговый ввод и редактирование оператора .OPTIONS; Display - вывод результатов расчета на внешние устройства; Print - диалоговый ввод и редактирование оператора .PRINT; после задания списка переменных надо нажать Ctrl-Enter, чтобы эти данные сохранились в файле;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
41
Меню управляющей оболочки PS для MS DOS (окончание) Probe Run Probe Auto-run
- работа с графическим постпроцессором PROBE; - запуск Probe; - задание режима автоматического запуска Probe после выполнения команды Analysis/Run PSpice; None/Some/All - диалоговый ввод и редактирование оператора .Probe; None исключение оператора .Probe из задания; Some - задание оператора .Probe со списком (в конце ввода списка нажимается Ctrl-Enter); All - задание оператора .Probe без списка; Command File - указание командного файла, используемого при вызове PROBE; задается вопрос: Use command file (Y/N)?; при положительном ответе будет использоваться командный файл с заданным именем; Log to File - создание файла протокола; задается вопрос: Create log file (Y/N)?; при положительном ответе будет создаваться файл протокола с заданным именем; Format - задание двоичного или текстового формата файла .DAT, т.е. формирование опции CSDF в операторе .Probe; Setup - формирование или изменение файла PROBE.DEV; Quit - выход из управляющей оболочки; Exit to DOS - выход в DOS (завершение работы); DOS Command - выполнение команд DOS без выхода из управляющей оболочки; для завершения этого режима надо набрать команду EXIT. Некоторые “горячие” клавиши при работе с оболочкой: F1 - вызов контекстной помощи; F2 - перемещение окна помощи; F3 - вызов краткого руководства по языку PSpice; F4 - вызов списка файлов при загрузке файла .CIR, при задании командных файлов, при запуске PROBE; F5 - вызов калькулятора; при работе с калькулятором для задания функций используются символы: C - cos S - sin X - exp QT - tan P - число π I - 1/x L - ln > - перевод из градусов в радианы F6 - вызов списка ошибок.
42
! - смена знака числа < - перевод из радиан в градусы
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора PCCAPS пакета P-CAD МЕНЮ РЕДАКТОРА PCCAPS ПАКЕТА P-CAD Ниже рассмотрены пункты меню редактора PCCAPS версии 4.5, входящего в пакет P-CAD. Этот редактор может использоваться для ввода принципиальных схем в PSpice и Design Center для MS DOS [2]. Разделы и подразделы меню, помеченные значком D), имеются только в режиме DETL (т.е. при работе со схемами), а помеченные значком S) - только в режиме SIMB (т.е. при работе с символами). Непомеченные разделы имеются в меню обоих режимов. Если вместо имени подраздела стоит прочерк, то подразумевается применение команды без указания подраздела. SYMB DETL FILE SAVE LOAD ZAP BKLDD) BKSVD) SYS STAT DOS PLOT
-
QUIT QRY COMPD) PIND) NETD) APTHD) AGAPD) SCMD SCATS) SPATS)
-
PNLCS) EPNLS) SNATD)
-
установка режима редактирования символов компонентов; установка режима редактирования принципиальной схемы; работа с файлами; запись файла с изображением на диск; загрузка файла с диска; очистка экрана; загрузка с диска файла с запомненным ранее фрагментом схемы; запись на диск файла с фрагментом схемы; системные команды; просмотр статистики текущего проекта; выполнение команд DOS; подготовка файла с расширением .PLT для вывода чертежа на принтер или графопостроитель; конец работы с редактором. выдача информации об указанных элементах изображения; информация о графических элементах - линиях; информация о компоненте; информации о выводе копонента; информация о цепи; информация о критических путях; информация о группах элементов; ввод дополнительной информации о компонентах; задание идентификатора типа компонента; просмотр и редактирование типов контактов и их логической эквивалентности LEQ; задание информации об упаковке компонента; редактирование информации об упаковке компонента; задание имен глобальных цепей в иерархических схемах;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
43
Меню редактора PCCAPS пакета P-CAD (продолжение) PNUMD) GSSFD) UNIT ENTR PINS) ORGS)
-
SEQS) COMPD) WIRED) BUSBD) UCOMD) LEVL PUSH POP DRAW LINE RECT FRECT CIRC ARC ARCP TEXT NAME COMPD) NETD) SUBND) PINS) ATTR SCHG ACOM DATR EDIT ADDV DELV MOVV MOVAD)
-
LAYS
-
44
простановка имен секций и номеров контактов; загрузка файла специальных символов с расширением .SSF; задание системы единиц - метрической или в дюймах; ввод; ввод выводов символа компонента; задание точки привязки символа компонента (обычно нижний левый вывод); изменение порядка следования выводов символа компонента; ввод компонента; ввод проводника; ввод изображения шины; отсоединение выводов компонента от межсоединений; переход по уровням иерархической структуры; переход на нижний уровень иерархической структуры; переход на верхний уровень иерархической структуры; ввод графических элементов и текстов; ввод кусочно-ломанной линии; ввод контура прямоугольника; ввод закрашенного прямоугольника; ввод окружности с заданным центром и радиусом; ввод дуги окружности с заданными центром и радиусом; ввод дуги по трем точкам; ввод текста; ввод имени; ввод имени компонента; ввод имени цепи; переименование цепи или подцепи; ввод имени вывода символа компонента; работа с атрибутами; изменение значения атрибута; добавление нового атрибута; удаление атрибута; редактирование изображения цепи или кусочно-ломанной линии; добавление новой вершины (точки излома); удаление вершины (точки излома); сдвиг вершины (точки излома); групповой сдвиг сегментов, вершин, компонентов, присоединенных к указаному сегменту или вершине; смена слоя, в котором изображен сегмент;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора PCCAPS пакета P-CAD (продолжение) DELS MOVS WIRED) MOVE WIN IDEN ATRB APTHD)
-
AGRPD) ROT COMP WIN IDEN COPY WIN IDEN DEL WIN IDEN UNDO
-
CLYR WIN IDEN GRPD) TAGD)
-
UTAGD) RNAMD) RSETD) CPTHD)
-
удаление сегмента; сдвиг сегмента; ввод проводника (аналогично команде ENTR/WIRE); перемещение объектов; перемещение объекта, указанного курсором; перемещение объектов в окне; перемещение группы указанных объектов; перемещение атрибута; перемещение компонентов, объединенных в критический путь командой CPTH; перемещение группы компонентов, объединенных командой GRP; вращение объектов; вращение объекта, указанного курсором, с шагом 90°; вращение компонента, указанного курсором; вращение объектов, находящихся в окне; вращение группы указанных объектов; копирование объектов; копирование объекта, указанного курсором, копирование объектов, находящихся в окне; копирование группы указанных объектов; удаление объекта; удаление объекта, указанного курсором; удаление объектов находящихся в окне; удаление группы указанных объектов; восстановление последнего объекта, удаленного командой DEL без подкоманды; смена слоя, в котором изображен объект: слоя, в котором изображен объект, указанный курсором; слоя, в котором изображены объекты в окне; слоя, в котором изображены объекты указанной группы; объединение элементов в группу с уникальным именем; включение компонента в группу (если это первый компонент группы, то задание имени группы); удаление компонента из группы; изменение имени группы; уничтожение объединения элементов в группу; выделение критического пути, состоящего из последовательности компонентов или групп компонентов;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
45
Меню редактора PCCAPS пакета P-CAD (окончание) TAGD) UTAGD) RNAMD) RSETD) UNLKD)
-
ZIN ZOUT VWIN REDR PAN STO
-
RCL
-
VLYR
-
включение компонентов в критический путь; удаление компонентов из критического пути; изменение имени критического пути; уничтожение критического пути; стирание видимых связей между компонентами критического пути; увеличение изображения вокруг указанного центра в 2 раза; уменьшение изображения вокруг указанного центра в 2 раза; задание окна изображения, растягиваемого на весь экран; перерисовка изображения, испорченного при редактировании; сдвиг окна в новое положение с указанным центром; запоминание окна изображения для последующего вызова командой RCL; вызов на экран окна изображения, сохраненного ранее по команде STO; установка статуса и цветов слоев. Назначение функциональных клавиш
F1 F2 F3 F4 F5
-
F6
-
F7 F8 F9 F10
-
46
установка статуса и цветов слоев; установка угла при проведении кусочно-ломанных линий; задание и изменение имени цепи при выполнении команды ENTR/WIRE; задание имени компонента при выполнении команды ENTR/COMP; задание высоты текста при выполнении команд DRAW/TEXT и ATTR/ACOM; задание ориентации текста при выполнении команд DRAW/TEXT и ATTR/ACOM; включение и выключение координатной сетки; установка шага перемещения курсора; перемещение курсора из графического окна в строку состояния и обратно; перемещение курсора из графического окна в зону меню и обратно.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center МЕНЮ РЕДАКТОРА CHEMATICS в DESiGN CENTER Ниже приведены разделы меню редактора SCEMATICS в Design Center 5.3 и 6.0. Разделы, отмеченные символом S) , имеются в меню только в режиме редактирования схемы, отмеченные символом L) - только в режиме редактирования библиотечного символа. Цифра 5 или 6 в пометке раздела означает, что он имеется только в версии Design Center 5.3 ил 6.0. Например, символы 6S) означают, что раздел имеется только в версии 6.0 в режиме редактирования схем, символ 5) означает, что раздел имеется только в версии 5.3 в любых режимах. Files New Open Save Save As
-
работа с файлами; очистка графического окна для создания нового изображения; загрузка существующего файла изображения; спасение изображения в файле; спасение изображения в файле с новым именем (создание варианта сушествующего файла); Print - печать изображения на принтере; Printer Setup5) или Printer Select6) - настройка принтера; Edit LibraryS) - переход в режим редактирования библиотечного символа; SymbolizeS) - разработка символа для текущей схемы; Return to schematicL) - переход в режим редактирования схемы; Current Errors - просмотр выявленных ошибок; Exit - конец работы с редактором; Edit - редактирование выделенного объекта или объектов; Undelete - восстановление последнего удаленного объекта; Cut - перемещение в буфер (объекты удаляются с экрана); Copy - копирование в буфер (объекты остаются на экране); Paste - чтение из буфера объекта или объектов, занесенных в него последней командой Cut или Copy; Rotate - вращение выделенного объекта или объектов на 90° против часовой стрелки; если выделена область, то вращение производится вогруг ее центра; Flip - создание зеркального отображения; Model - редактирование модели (оператора .MODEL или .SUBCKT); Copy to ClipboardS) - копирование фрагмента изображения, выделенного прямоугольной рамкой, в буфер Clipboard Windows, откуда его может взять любая другая программа; S) Attributes - редактирование атрибутов; LabelS) - присвоение имени (метки) выделенному проводнику, сегменту шины или порту;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
47
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) SymbolS) - редактирование выделенного символа; Set up BlockS) - задание схемного и видимого имен выделенному блоку (блок создается командой Draw/Block); S) Convert Block - превращение выделенного блока или блоков в символ; ViewsS) - просмотр и редактирование видимого имени выделенного компонента; S) Replace - замена всех выделенных объектов объектами другого типа; 5S) Search или Find6S) - поиск и выделение в схеме компонентов по заданным признакам; 6) Stimulus - обращение к редактору сигналов для редактирования выделенного сигнала или, если никакой сигнал не выделен, то для редактирования любых сигналов текущей страницы схемы; Align Horizontal6) - сдвиг всех выделенных объектов так, чтобы их точки привязки располагались на одной горизонтальной прямой; 6) Align Vertical - сдвиг всех выделенных объектов так, чтобы их точки привязки располагались на одной вертикальной прямой; L) Change - редактирование выделенного вывода, текста или атрибута; L) Pin Type - задание выделенному выводу типа по умолчанию: Normal - нормальный сигнал; Bubble - сигнал с инверсией; Clock - тактовые импульсы; Invert Clock - инверсные тактовые импульсы; ANSI Out - выход в стандарте ANSI; ANSI In - вход в стандарте ANSI; ANSI Invert Clock - инверсный вход тактовых импульсов в стандарте ANSI; L) Push - спуск на уровень выделенного компонента; Set SchematicL) - задание схемного и видимого имен для символа; Check SchematicL) - поиск интерфейсных глобальных портов и цепей, связанных с выводами и невидимыми выводами символа; можно изменить ошибки в символе, но схему можно изменять только в режиме редактирования схемы; S) Draw - изображение схемы; Repeat - повторение предыдущей команды; Plaсe part - ввод компонента, заданного предыдущей командой Get New Part; Text - ввод текста; Wire - ввод проводника; Bus - ввод шины;
48
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) Block
- создание пустого блока, который пользователь может перемещать и изменять его размеры; Get New Part - задание или выбор нового вводимого компонента; Rewire - перерисовка проводника или сегмента шины без изменения его крайних точек; 5) Redraw - перерисовка изображениея схемы, попорченного командами редактирования; L) Graphics - графические элементы рисунка символа; Arc - изображение дуги указанием отрезка, на котором она строится, и ее размера; Box - изображение прямоугольника; Circle - изображение окружности по ее центру и радиусу; Line - изображение кусочно-ломанной линии; Pin - добавление вывода элемента, его имени, номера, типа: don`t care - не проверяется при поиске ошибок; input - вход; output - выход; bidir - двунаправленный; highZ - высокого импеданса; open collect - открытый коллектор; power - подключение источника питания; Text - ввод текста; Bbox - изменение размеров окна, в котором размещается символ; Origin - изменение положения начала координат; 5) Redraw - перерисовка изображения; Repeat - повторение последней команды; S) Navigate - работа со страницами и уровнями изображения; Previous Page - загрузка предыдущей страницы для редактирования; Next Page - загрузка следующей страницы для редактирования; Select Page - загрузка заданной страницы для редактирования; Create Page - создание новой страницы; Delete Page - удаление текущей страницы; Copy Page - копирование одной или более страниц из заданной схемы в текущую; Edit Page Info - редактирование заголовка страницы; Push - спуск на один уровень в выделенный компонент (в иерархической структуре);
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
49
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) Pop
- подъем на один уровень в иерархической структуре; если пользователь спустился в страницу схемы из режима редактирования символа, то по этой команде осуществляется возврат в режим редактирования символа; Top - возврат на самый верхний уровень иерархической структуры; Where - просмотр полного пути по иерархии для текущей страницы; L) Part - ввод новых и редактирование имеющихся в текущей библиотеке символов компонентов; New - разрешение создания в текущей библиотеке нового символа; Copy - копирование символа из другой библиотеки и придание ему статуса текущего компонента; Get - выбор компонента из текущей библиотеки для редактирования его символа; Remove - удаление компонента из текущей библиотеки; Save - запись в текущую библиотеку выбранного компонента; Save Changes6) - запись текущей части в текущую библиотеку; Save to Library6) - запись символа в другую библиотеку; Attributes - разрешение ввода новых атрибутов компонента и редактирование существующих; Definition - разрешение редактирования определений компонента: описания description, имени - part name, списка подобных параметров - alias list, имени подобного компонента - AKO, типа компонента - type, принимающего следующие значения: primitive - стандартные компоненты R, C, D, Q, ..., X; gport - глобальные узлы; annotation - аннотация; offpage - соединитель цепей на одной или разных страницах; border - рамка чертежа; title block - угловой штамп чертежа; Pin List - разрешение редактировать все выводы компонента; Get Symbol Graphics - заимствование символа существующего компонента как символа текущего компонента; Export - занесение графического и текстового описания компонента из текущей библиотеки в текстовый файл .SYM для переноса его из одной библиотеки .SLB в другую; Import - чтение ткстового файла .SYM и придание ему статуса текущего компонента с возможностью последующего включения его в текущую библиотеку .SLB; 6L) Packaging - ввод и редактирование описаний упаковки;
50
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) New Copy Get
- создание нового описания упаковки для библиотек упаковки; - создание нового описания упаковки из существующего описания; - разрешение редактирования любого описания упаковки из текущей библиотеки упаковки; Remove - даление описания упаковки; Edit - создание или редактирование описания упаковки текущего символа; Configure Package Types - разрешение редактирования списка известных типов и классов упаковки; Export - запись одного или более описаний упаковки в текстовый файл; Import - чтение описания упаковки из текстового файла и добавление его в текущую библиотеку упаковок; 5) 6) Zoom или View - изменение масштаба изображения; Normal5) - установление нормального масштаба (120% истиного размера); 6) Fit - установление такого масштаба, чтобы были различимы все элементы, провода и тексты в графическом окне; In - увеличение размера изображения вокруг указанного центра; Out - уменьшение размера изображения вокруг указанного центра; Area - растягивание на весь экран фрагмента, выделенного прямоугольной рамкой; 6) Redraw - перерисовка изображения схемы, попорченного командами редактирования; Pan-New Center6) - сдвиг графического окна так, чтобы его центр был в указанной точке; 5S) View Page или Entire Page6S)- изображение на экране всей текущей страницы; View Symbol5L) или Entire Symbol6L) - растягивание изображения символа на весь экран; 5) Configure или Options6) - настройка конфигурации экрана и получения твердой копии; Display Options - задание опций дисплея: Grid On - включение сетки; Snap to Grid - автоматическая привязка объекта к узлам сетки; S) Orthogonal - ввод кусочно-ломанных линий под прямыми углами;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
51
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) Stay on Grid Auto-Scroll
- привязка объектов к узлам сетки; - автоматическое перемещение окна при перемещении объекта за его границы; S) Rubberband - ввод эластичных линий, растягивающихся при перемещении курсора; Status Line - вывод на экран строки состояния; Cursor X and Y - вывод на экран координат курсора; Grid Spacing - задание шага сетки; GravityL) Text GridS) или Text Stay OnL)- привязка текста к узлам сетки и задание ее шага; L) Spacing - расстояние между повторяющимися объектами; 5) Page Size - задание формата чертежа; Auto-Repeat - автоматическое размещение объектов, идентичных предыдущему и расположенных на заданном расстоянии; S) Auto-Naming - автоматическое задание позиционных обозначений и имен проводников при их размещении на схеме; Set Display Level - задание вывода на экран или в твердую копию: Pin Numbers - номеров выводов; Pin Names - мен выводов; Hidden Pins - евидимых выводов; Title and Border - заголовка и рамки чертежа; RefDes иционных обозначений компонентов; User Def. #1-4 - первого-четвертого задаваемых пользо-вателем параметров; Attribute Text - текстов атрибутов; Symbol Names - имен символов; Wire Labels - имен проводников; Port Labels - ен портов; Junctions - точек соединения проводников; Ports портов; Symbols - символов; Wires оводников; Page Boundary - рамок страниц; Editor Configuration - задание библиотек, путей к ним и прочих параметров конфигурации по умолчанию, за исключением цветов;
52
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) Translators - задание трансляторов изображения; Analysis - задание и осуществление расчета изображенной схемы; Annotate - задание позиционных обозначений компонентам схемы, без чего невозможен расчет схемы; Electrical Rule Check - проверка соблюдения правил составления принципиальных схем; возможные ошибки просматриваются по команде Current Errors; Create Netlist - трансляция изображения и создание файла задания .CIR и файлов .NET и .ALS, содержащих описания компонентов, их соединений и параметров; Run PSpice5) или Simulate6) запуск программы моделирования (в Design Center 6.0 - PSpice или PLOGIC); при этом автоматически выполняются команды Annotate, Electrical Rule Check, Create Netlist, если они ранее не были выполнены; Run Probe запуск постпроцессора PROBE; 6) Probe Setup - установка автоматического запуска PROBE во время или после моделирования и задание сохранения данных о всех узлах; при этом надо задать значения переключателей в трех группах: Auto-run Option определяет условия запуска PROBE: Automatically Run Probe After Simulation - автоматический запуск PROBE после того, как отработает моделирующяя программа; Monitor Waveform (Auto-Update) - запуск PROBE одновременно с моделирующей программой; Do Not Auto-Run Probe - режим автономного запуска PROBE c помощью команды Analysis/Run Probe. At Probe Startup задает условия работы PROBE в момент его запуска: Restore Last Probe Session - загрузка координатных сеток, использовавшихся в предыдущем сеансе работы с PROBE; Show All Markers - автоматическое построение графиков всех маркеров; Show Selected Markers - автоматическое построение графиков выделенныхх маркеров;
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
53
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (продолжение) None - графики автоматически не строятся, для их построения используются обычные команды PROBE; Data Collection определяет, какие переменные будут запоминаться в файле .DAT: At Markers Only - только переменные маркеров; All - все токи и напряжения; All Except Internal Subcircuit Data - все токи и напряжения за исключением внутренних токов и напряжений подсхем. Setup - задание информации о видах анализа: AC Sweep - частотный анализ и анализ шумов; Load Bias Point и Save Bias Point - чтение и запоминание режима по постоянному току; DC Sweep - расчет зависимостей по постоянному току; Monte Carlo/Worst Case - статистический расчет и расчет наихудшего случая; Bias Point Detail - печать подробной информации о рабочей точке; Options - установка опций моделирования; Parametric - расчет зависимости от параметра; Sensitivity - расчет чувствительности; Temperature - варьирование температуры; Transfer Function - расчет малосигнальных коэффициентов передачи по постоянному току; Transient - расчет переходных процессов; Digital Setup - задание опций и начальных состояний для расчета цифровых элементов; Library and Include Files - задание списка файлов, подключаемых при моделировании (операторы .LIB, .STMLIB, .INC); 5) Current Errors - просмотр списка выявленных ошибок; Examine Netlist - просмотр списка соединений текстовым редактором NOTEPAD; Examine Output - просмотр выходного файла .OUT; Tools - подключения внешнего топологического редактора;
54
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Меню редактора SCHEMATICS в Design Center (окончание) Create Layout Netlist - создание списка соединений в формате текущего топологического редактора (версия 5 поддерживает только формат PAD); Layout Editor - запуск текущего топологического редактора; Back Annotate - разрешение вернуться в редактирование схем, используя ECO файл, сгенерированный топологическим редактором; Configure Layout Editor настройка используемого формата топологического редактора: Netlist File Extension - задание расширения файла списка связей (по умолчанию .ECO); Command Line - командная строка топологического редактора; Browse Netlist - просмотр текущего списка соединений топологии; View Package Definition - просмотр упаковки выделенной части; Create Subcircuit - создание списка связей подсхемы для текущего уровня иерархии и всех более низких уровней; список заносится в .SUB файл; интерфейсные порты превращаются в интерфейсные узлы; S) Markers - ввод маркеров, определяющих переменные, выводимые на графики в PROBE; Mark Voltage/Level - маркер потенциала или цифрового сигнала; Mark Voltage Differential - маркер разности потенциалов; Mark Current Into Pin - маркер тока, втекающего в вывод компонента; Mark Advanced6) - список допустимых маркеров; можно выбрать маркер модуля в децибеллах, фазы, групповой задержки; Clear All - удаление всех маркеров на всех страницах схемы; Show All - передача в PROBE сигналов всех маркеров всех страниц; Show Selected - передача в PROBE сигналов всех выделенных маркеров; Help - система помощи; Index - список разделов системы помощи; Keyboard - функции функциональных и “горячих” клавиш; Menu Commands - описание разделов меню; Procedures - правила настройки цветов; Using Help - пояснения по использованию системы помощи; About - информация о номере версии и регистрационном номере программы.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
55
Система размерностей
2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СИНТАКСИСЕ PSPICE В данном разделе приведены некоторые сведения о синтаксисе входного языка программ PSpice и PROBE. Этих сведений недостаточно, чтобы полностью освоиться с синтаксисом входных языков, более подробно изложенным в [1] и [2]. В данном справочном пособии приводятся только те сведения, которые могут потребоваться в текущей работе с программами человеку, уже владеющему соответствующим языком, но забывшему какие-то детали - форматы обозначения переменных, имена встроенных функций, масштабные коэффициенты. СИСТЕМА РАЗМЕРНОСТЕЙ Параметры моделей и алгоритмов задаются в метрической системе : величина
единица измерения
Ток Напряжение Сопротивление Емкость Индуктивность Время Частота Фаза Длина
Ампер Вольт Ом Фарада Генри Секунда Герц Градус (иногда радиан) Метр
Числа могут задаваться как целые, или с десятичной точкой, или с выделенным порядком. Например, 5, 5.1, 6.2е3, -1е-3. При этом числа могут снабжаться суффиксами, отражающими масштабные коэффициенты:
56
суффикс
масштаб
F P N U MIL M K MEG G
10 -12 10 -9 10 -6 10 -6 25.4⋅10 -3 10 3 10 6 10 9 10
коэффициент
-15
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
фемто пико нано микро мили кило мега гига
T
12
10 Система размерностей (окончание)
тера
После числа или после суффикса может указываться или не указываться единица измерения. Например, емкость 5 пикофарад можно записать следующими абсолютно эквивалентными способами: 5e-12 5e-12F 5p 5pF. Вообще все символы, следующие после суффикса или после самого числа (если эти символы не совпадают с суффиксами), просто игнорируются программой.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
57
Обозначения узлов и элементов
ОБОЗНАЧЕНИЯ УЗЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ Узлы обозначаются цифровыми или символьными именами (до 8-ми символов). Могут использоваться латинские буквы, цифры и символы “$”, “_”, “^”, “/”, “%”. Если имя начинается с символа, совпадающего с одним из указанных ниже символов вида элемента, то при ссылках на потенциал такого узла его имя надо заключать в квадратные скобки. Например, V([OUT]). Имена узлов являются локальными для подсхемы или для самой схемы. Всегда предопределен и один глобальный узел - 0 ("земля"). При логическом или смешанном электрологическом моделировании определены еще несколько глобальных узлов, соответствующих постоянным уровням логических сигналов : имя узла $D_HI $D_LO $D_X $D_NC
уровень 1 0 X не определен
Узлы $D_HI, $D_LO, $D_X поддерживают соответствующие уровни независимо от того, что к ним подключено. Узел $D_NC используется для подключения к нему выходов цифровых элементов, которые не используются в моделируемой схеме. Пользователь может ввести и другие глобальные узлы, например узлы питания. Имена глобальных узлов должны начинаться с символов "$G_", например: $G_1, $G_PLUS. Элементы обозначаются символьными именами, начинающимися с символа, обозначающего вид данного элемента. К таким символам относятся: B C D E F G H I J K L
58
арсенид-галлиевый полевой транзистор; конденсатор; диод; зависимый источник U(U); зависимый источник I(I); зависимый источник U(I); зависимый источник I(U); источник тока; полевой транзистор; трансформатор; индуктивность;
M
МДП-транзистор;
N O Q R S T U V W X
интерфейс ц/а; интерфейс а/ц; биполярный транзистор; резистор; ключ, управляемый напряжением; длинная линия; цифровой элемент; источник напряжения; ключ, управляемый током; подсхема.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Обозначения переменных в PSpice
ОБОЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ В PSPICE В операторах .PROBE, .PRINT, .PLOT, .MC и ряде других используются следующие обозначения выходных переменных.
Обозначения результатов расчета по постоянному току и переходных процессов
форма V() V(,) V() Vx() Vxy()
Vz() I() Ix() Iz() D()
переменная напряжение в узле разность потенциалов узла+ и узлападение напряжения на двухполюснике напряжение на выводе 'x' элемента напряжение между выводами 'x' и 'y' элемента напряжение на конце длинной линии ток двухполюсника ток, втекающий в вывод элемента ток на конце длинной линии цифровой сигнал цифрового узла
пример V(3) - потенциал узла 3 V(5,6) - разность потенциалов узлов 5 и 6 V(R1) - падение напряжения на сопротивлении R1 VB(Q1) - напряжение базы транзистора Q1 VGS(M1) - напряжение затвор-исток транзистора M1 VA(T1) - -напряжение на выводах A линии T1 I(D1) - ток диода D1 IB(Q1) - ток базы транзистора Q1 IA(T1) - ток на выводах A линии T1 D(DA) - сигнал цифрового узла DA
Формы V() и I() применимы к двухполюсным элементам C, D, E, F, G, H, I, L, R, V. Формы Vx(), Vxy() и Ix() применимы к трех- и четырехполюсным элементам, для которых 'x' и 'y' в зависимости от вида элемента могут принимать следующие значения : биполярный транзистор Q: C - коллектор, B - база, E - эмиттер, S - подложка; МДП-транзистор M: D - сток, G - затвор, S - исток, B - подложка; полевые транзисторы J и B: D - сток, G - затвор, S - исток.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
59
Обозначения переменных в PSpice (продолжение)
Формы Vz() и Iz() применимы к длинной линии, и 'z' может принимать одно из двух значений : A или B. A означает выводы A (первая пара узлов), а B выводы B (вторая пара узлов). В формах V() и V(,) если имя узла символьное и начинается не с цифры, то оно заключается в квадратные скобки. Например, V([OUT]). Не все токи могут фигурировать в качестве выходных величин. Нельзя непосредственно печатать токи элементов F и G - зависимых источников тока. Если все же эти токи требуются, надо включить последовательно в интересующую цепь источник нулевого напряжения и печатать ток этого источника. Для обозначения переменной, относящейся к внутреннему узлу или элементу подсхемы, перед узлом или элементом указывается имя подсхемы (или цепочка имен, если подсхемы вложенные), завершающееся символом "." . Например, V(X1.3) напряжение узла 3 подсхемы X1 или V(XEXT2.XINT1.R3) - напряжение резистора R3 подсхемы XINT1, входящей в подсхему XEXT2.
Обозначения результатов частотного анализа Для AC анализа используются те же обозначения переменных, что и для расчета по постоянному току и для расчета переходных процессов. Однако к этим обозначениям добавляются суффиксы, отражающие тот факт, что в данном случае все переменные комплексные.
суффикс суффикс отсутствует M DB
значение модуль
пример V(2,3) - модуль разности потенциалов узлов 2 и 3
модуль модуль в децибеллах
VM(2) - модуль напряжения узла 2 VDB(R1) - модуль напряжения на резисторе R1 в децибеллах VBEP(Q1) - фаза напряжения база-эмиттер транзистора Q1 IAG(T1) - ток выводов A линии T1
P
фаза
G R
групповая задержка d(фаза)/d(частота) действительная часть
I
мнимая часть
IBR(Q1) - действительная часть базового тока транзистора Q1 II(R1) - мнимая часть тока резистора R1
Обозначения переменных в PSpice (окончание) 60
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Обозначения результатов анализа шумов
При анализе шумов используются следующие обозначения : обозначение INOISE ONOISE DB(INOISE) DB(ONOISE)
параметр корень из спектральной плотности эквивалентного шума на входе корень из спектральной плотности шума на выходе INOISE в децибеллах ONOISE в децибеллах
Напечатать шумы отдельных элементов операторами .PRINT и .PLOT нельзя. Однако в операторе .NOISE предусмотрена возможность получить информацию о вкладе отдельных элементов.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
61
Математические выражения в PSpice
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ В PSPICE В описаниях элементов, моделей и во многих других операторах входного языка можно вместо конкретных значений записывать математические выражения, содержащие константы, глобальные параметры, арифметические операции "+", "-", "*", "/", скобки, функции, вводимые пользователем с помощью оператора .FUNC и следующие встроенные функции:
ABS(X) SQRT(X) EXP(X) LOG(X) LOG(X) PWR(X,Y) SIN(X) COS(X) TAN(X) ATAN(X) 5 TABLE(X,...)
|X| X X e ln(X) натуральный логарифм log(X) десятичный логарифм Y |X| sin(X) X в радианах COS(X) tg(X) X в радианах arctg(X) результат в радианах табличная функция
)
LIMIT(X,...) 5)
5)
функция ограничения
- начиная с PSpice 5
Табличная кусочно-линейная функция Y(X) имеет формат TABLE(, <X1> <X2> ... <Xn> ) . В нем задаются имя аргумента, а затем пары чисел - координаты точек излома. При значениях X<X1 функция постоянна и равна Y(X1). Аналогично при X>Xn функция равна Y(Xn). Внутри заданного диапазона изменения аргумента проводится линейная интерполяция таблицы. Функция ограничения LIMIT имеет формат LIMIT(, <Xмин>, <Xмакс>). Значения функции определяются соотношением
62
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Xмин при X ≤ Xмин, R | Y = SX при Xмин < X < Xмакс, |TXмакс при X ≥ Xмакс.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
63
Математические выражения в PSpice (окончание)
Фактически, функция LIMIT является частным случаем табличной функции. Так, выражения TABLE(X,-1,-1,1,1) и LIMIT(X,-1,1) описывают одну и ту же функциональную зависимость. При записи математическое выражение заключается в фигурные скобки и должно размещаться в одну строку, т.е. без переносов. Если для сложных выражений возникают трудности при их записи в одну строку, то возможны два выхода. Наиболее простой - увеличить допустимую длину строки оператором .WIDTH IN=132. Более универсальный путь - оформить отдельные члены выражения как функции и ввести их операторами .FUNC. Математические выражения можно использовать вместо численных значений: - для параметров моделей; - для параметров элементов (номиналов резисторов, конденсаторов, индуктивностей, относительной площади полупроводниковых приборов и т.п.); - для параметров источников V, I, E, G, F, H; - для начальных значений напряжений конденсаторов и токов индуктив-ностей, задаваемых элементами описаний IC; - для значений, задаваемых операторами .IC и .NODESET; - для определения глобальных параметров. Во всех этих случаях математическое выражение при записи заключается в фигурные скобки {}. Математические выражения используются также в операторе .FUNC, причем в этом случае они не заключаются в фигурные скобки. Запрещено использование математических выражений: -
64
вместо имен узлов; вместо значений в операторах, задающих вид анализа (.AC, .TRAN и др.); вместо параметров модели PWL для V и I; вместо полиномиальных коэффициентов для E, G, F, H; вместо параметров NL и F в описании линии задержки T; вместо температурных коэффициентов, указываемых в операторе R; однако математические выражения можно использовать для температурных коэффициентов в модели резистора.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Обозначения переменных в PROBE
ОБОЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ В PROBE
В работе с постпроцессором PROBE используются следующие обозначения переменных.
Обозначения результатов расчета по постоянному току и переходных процессов
форма V() V(,) Vx() Vz() I() Ix() Iz() D() TIME
переменная напряжение в узле разность потенциалов узла+ и узланапряжение на выводе 'x' элемента напряжение на конце длинной линии ток двухполюсника ток, втекающий в вывод элемента ток на конце длинной линии цифровой сигнал цифрового узла время переменная, варьируемая в режиме DC
пример V(3) - потенциал узла 3 V(5,6) - разность потенциалов узлов 5и6 VB(Q1) - напряжение базы транзистора Q1 VA(T1) - напряжение на выводах A линии T1 I(D1) - ток диода D1 IB(Q1) - ток базы транзистора Q1 IA(T1) - ток на выводах A линии T1 D(DA) - сигнал цифрового узла DA
V1 - напряжение источника V1, являющегося переменной режима DC
Форма I() применима к двухполюсным элементам C, D, I, L, R, V. Формы Vx() и Ix() применимы к трех- и четырехполюсным элементам, для которых 'x' в зависимости от вида элемента может принимать следующие значения : биполярный транзистор Q: C - коллектор, B - база, E - эмиттер, S - подложка; МДП-транзистор M: D - сток, G - затвор, S - исток, B - подложка; полевые транзисторы J и B: D - сток, G - затвор, S - исток.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
65
Обозначения переменных в PROBE (продолжение)
Формы Vx() и Ix() можно применять и к двухполюсным элементам. В этих случаях "x" - № полюса в описании элемента. Например, V1(R1) - напряжение первого полюса резистора R1. Соответственно V1(R1)-V2(R1) означает падение напряжения на R1. Формы Vz() и Iz() применимы к длинной линии и 'z' может принимать одно из двух значений : A или B. A означает выводы A (первая пара узлов), а B выводы B (вторая пара узлов). Не все токи могут фигурировать в качестве выходных величин. Нельзя непосредственно обращаться к токам элементов F и G - зависимых источников тока. Если все же эти токи требуются, надо включить последовательно в интересующую цепь источник нулевого напряжения и обращаться к току этого источника.
Обозначения результатов частотного анализа
Для AC анализа используются те же обозначения переменных, что и для расчета по постоянному току и для расчета переходных процессов. Однако, к этим обозначениям добавляются суффиксы, отражающие тот факт, что в данном случае все переменные комплексные. суффикс суффикс отсутствует M DB
значение модуль
пример V(2,3)
модуль модуль в децибеллах
VM(2) VDB(R1)
P
фаза
VBEP(Q1)
G
групповая задержка d(фаза)/d(частота) действительная часть
R
IAG(T1)
пояснение примера модуль разности потенциалов узлов 2 и 3 модуль напряжения узла 2 модуль напряжения на резисторе R1 в децибеллах фаза напряжения база-эмиттер транзистора Q1 ток выводов A линии T1
действительная часть базового тока транзистора Q1 I мнимая часть II(R1) мнимая часть тока резистора R1 Помимо обычных выходных переменных может указываться частота FREQUENCY.
66
IBR(Q1)
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
Обозначения переменных в PROBE (окончание)
Обозначения результатов анализа шумов
При анализе шумов используются следующие обозначения: обозначение V(INOISE) V(ONOISE)
параметр корень из спектральной плотности эквивалентного шума на входе корень из спектральной плотности шума на выходе
Общие правила обозначения переменных
Для обозначения переменной, относящейся к внутреннему узлу или элементу подсхемы, перед узлом или элементом указывается имя подсхемы (или цепочка имен, если подсхемы вложенные), завершающееся символом ".". Например, V(X1.3) напряжение узла 3 подсхемы X1. Или V(XEXT2.XINT1.R3) - напряжение резистора R3 подсхемы XINT1, входящей в подсхему XEXT2. Если идет работа с несколькими секциями файла .DAT (например, с несколькими вариантами многовариантного анализа), то все указанные выше обозначения означают переменные сразу всех секций (вариантов). Соответственно, если речь идет о выводе кривой на график, будет сразу выведено семейство кривых. Если же надо указать переменную конкретного варианта, то после ее имени надо ввести символ "@" и номер варианта. Например, V(4)@2 означает напряжение узла 4 второго варианта.
2. Краткие сведения о синтаксисе PSpice
67
Математические выражения в PROBE
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ В PROBE Работая с PROBE можно наряду с переменными использовать и математические выражения при задании кривых на графиках (раздел меню Add_trace), выборе аргумента графика (раздел меню X_axIs/X_varIable), описании макросов (раздел меню Macros). Математические выражения могут содержать переменные в стандартном виде (см. раздел "Обозначения переменных в PROBE), константы, арифметические операции "+", "-", "*", "/", скобки, функции, вводимые пользователем в виде макросов и следующие встроенные функции: |X| +1 при X>0, 0 при X=0, -1 при X td.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
73
B
Полевой арсенид-галлиевый транзистор B - ПОЛЕВОЙ АРСЕНИД-ГАЛЛИЕВЫЙ ТРАНЗИСТОР
Форма оператора В + [] Форма описания модели .MODEL GASFET [] Примеры 1) B1 10 5 0 GF 2) B2 7 3 0 GF 10 3) BIN 6 4 1 M1 .MODEL M1 GASFET (VTO=-2.5 BETA=0.1) 4) B3 7 8 0 M2 .MODEL M2 GASFET Если в задании не описана модель с именем GF, то первые два примера ссылаются на библиотечную модель. При этом во втором примере указывается, что площадь транзистора В2 в 10 раз больше, чем у библиотечного. Третий пример дает полное описание транзистора и его модели. В четвертом примере все параметры модели берутся по умолчанию. Параметры модели имя LEVEL VTO ALPHA BETA B LAMBDA TAU RG
74
параметр тип (уровень) модели (1 или 2) напряжение отсечки параметр напряжения насыщения коэффициент проводимости (только для LEVEL=2) модуляция длины канала постоянная времени тока проводимости омическое сопротивление затвора
размерность B -1 B 2 A/B -1 B -1 B c
умолчание 1 -2.5 2.0 0.1 0.3 0 0
Ом
0
6. Некоторые сообщения программы PSpice
B
полевой арсенид-галлиевый транзистор (продолжение) Параметры модели (окончание) имя
параметр
RD RS IS
омическое сопротивление стока омическое сопротивление истока тепловой ток затворного p-n перехода N фактор неидеальности p-n перехода M показатель степени емкости p-n перехода VBI показатель степени емкости p-n перехода CGD емкость затвор-сток при нулевом смещении CGS емкость затвор-исток при нулевом смещении CDS емкость сток-исток коэффициент линеаризации FC емкости при прямом смещении VTOC температурный коэффициент VTO BETACE показатель степени температурной зависимости BETA KF коэффициент фликкер-шума AF показатель степени фликкершума 5 температура измерения T_MEASURED
размерность
умолчание
Ом Ом A
0 0 10 −14
-
1
-
0.5
B
1.0
Ф
0
Ф
0
Ф -
0 0.5
В/°С
0
%/°С
0
-
0 1
°C
0
°C °C
0 0
°C
0
)
T_ABS5) локальная температура T_REL_GLOBA разность локальной и текущей 5) температур L T_REL_LOCAL разность локальной 5) температуры и температуры прототипа 5)
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
75
С
Емкость
С - ЕМКОСТЬ Форма оператора C [] + [IC=] Форма описания модели .MODEL СAР [] Примеры 1) СLOAD 15 0 20pF 2) C2 1 2 2E-11 IC=1.5V 3) C3 1 5 CMOD 10pF .MODEL CMOD CAP TC1=0.01 Первый пример описывает емкость CLOAD величиной 20 пФ, подключенную к узлам 15 и 0. Второй пример описывает емкость С2 той же величины, причем задано, что напряжение на ней в рабочей точке равно 1.5 В. Третий пример задает емкость с моделью, описывающей температурную зависимость. Если бы соответствующий оператор .MODEL отсутствовал в задании, то предполагалось бы, что модель CMOD библиотечная. Пояснения Узлы (+) и (-) задают положительные направления напряжения и тока емкости: напряжение V емкости определяется как разность потенциалов узлов (+) и (-) , емкостной ток течет через емкость от узла (+) к узлу (-). Все это проявляется только в знаке выводимых на графики или в таблицы токов и напряжений емкости. В остальном порядок перечисления узлов в операторе безразличен.
76
6. Некоторые сообщения программы PSpice
C
Емкость (окончание)
Если в операторе отсутствует, то - значение емкости в фарадах. Если указано, то значение емкости определяется формулой: ⋅ C ⋅ (1+ VC1 ⋅ V + VC2 ⋅ V 2 ) ⋅ [1+ TC1 ⋅ (T - Tном ) + TC 2 ⋅ (T - Tном ) 2 ], где C, VC1, VC2, TC1, TC2 V Т Тном
-
параметры модели, напряжение на емкости, температура, номинальная температура, задаваемая опцией TNOM. Если в операторе указано IC=< начальное значение >, то при расчете рабочей точки напряжение на емкости поддерживается равным величине . Параметры модели имя
параметр
C VC1
коэффициент умножения емкости коэффициент линейной зависимости от напряжения VC2 коэффициент квадратичной зависимости от напряжения TC1 линейный температурный коэффициент TC2 квадратичный температурный коэффициент T_MEASURED температура измерения 5)
5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOBA разность локальной и текущей 5) температур L T_REL_LOCAL разность локальной температуры 5) и температуры прототипа 5)
размернность
умолчание
-1 B
1 0
-2
0
-1
0
-2
0
⋅B
°С °С
°C
0
°C °C
0 0
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
77
D
Диод
D - ДИОД Форма оператора D [] Форма описания модели .MODEL D [] Примеры 1) 2) 3)
DKEY 14 15 DMOD D1 15 17 SWITCH 1.5 .MODEL SWITCH D IS=1E-13 CJO=5pF D2 10 9 MD .MODEL MD D
Первый пример задает диод DKEY, подключаемый анодом к узлу 14, катодом к узлу 15 и описываемый моделью DMOD. Если описание DMOD отсутствует в задании, то модель считается библиотечной. Второй пример дает полное описание диода и модели. Причем указано, что диод D1 имеет площадь в 1.5 раза большую, чем тот, для которого определены параметры модели. В третьем примере все параметры модели берутся по умолчанию.
Параметры модели
имя
78
параметр
размерность
6. Некоторые сообщения программы PSpice
умолчание
IS N
тепловой диффузионный ток фактор неидеальности диффузионного тока тепловой ток рекомбинации фактор неидеальности рекомбинационного тока ток перегиба ВАХ при высокой инжекции напряжение пробоя
ISR NR IKF BV
-14
А -
10 1
А -
0 2
А
∞
В
∞
D
Диод (окончание) Параметры модели (окончание) имя
IBV NBV IBVL NBVL RS TT CJO VJ M FC EG XTI TIKF TBV1 TBV2 TRS1 TRS2 KF AF
параметр высокоуровневый ток пробоя фактор неидеальности высокоуровневого тока пробоя низкоуровневый ток пробоя фактор неидеальности низкоуровневого тока пробоя объемное сопротивление диода время пролета емкость p-n перехода при нулевом смещении высота потенциального барьера показатель степени емкости p-n перехода коэффициент линеаризации емкости при прямом смещении ширина запрещенной зоны полупроводника температурный коэффициент IS температурный коэффициент IKF линейный температурный коэффициент BV квадратичный температурный коэффициент BV линейный температурный коэффициент RS квадратичный температурный коэффициент RS коэффициент фликкер-шума показатель степени фликкершума
размерность
умолчание
А
10 1
А -
0 1
Ом с Ф
0 0 0
-10
В -
1 0.5
-
0.5
eV
1.11
°С −1 °С −1
3 0 0
°С −2
0
°С −1
0
°С −2
0
-
0 1
6. Некоторые сообщения программы PSpice
79
T_MEASURE температура измерения 5) D 5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOB разность локальной и текущей 5) температур AL T_REL_LOCA разность локальной температуры 5) и температуры прототипа L 5)
80
°C
0
°C °C
0 0
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
E
Источник напряжения, управляемый напряжением E - ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ
Формы оператора 1) E + + 2) E POLY () + + 3) E VALUE={} 4) E TABLE {}= + 5) E LAPLACE {}= + {} 6) E FREQ {}= + 7) E CHEBYSHEV {}= + ,,, где тип фильтра - LP, или HP, или BP, или BR ( эта форма оператора введена только начиная с PSpice 3.5). Примеры 1) EAMP 3 0 1 0 500 2) ESUM 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0.0 1 1.0 3) EMULT 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 0 0 1 4) ESQR 100 101 POLY(1) (1,0) 0. 0. 1. 5) EV 5 0 VALUE={5V*SQRT(V(3,2))+4*SQRT(I(V1))+V(4)*TIME} 6) ETAB 7 0 TABLE {V(8)}=(0,0) (1,3.5) (2,4.6) 7) ELAPL 5 0 LAPLACE {V(10)}={exp(-0.01*S)/(1+0.1*S)} 8) EFREQ 8 4 FREQ {V(7,4)}=(0,0,0) (5kHz,0,-5760) + (6kHz,-60,-6912) 9) ES 1 2 TABLE {I(VSENS)}=(0,0) (1,1) (2,0.1) (10,12)
6. Некоторые сообщения программы PSpice
81
E
Источник напряжения, управляемый напряжением (продолжение)
Пояснения Первые две формы оператора поддерживаются основной версией PSpice. Остальные формы поддерживаются всеми версиями PSpice 5 и версиями Pspice 4, включающими опцию аналогового поведенческого моделирования (Analog BehavIoral ModelIng). Во всех формах оператора идеальный источник напряжения подключается между узлами и . Первая форма оператора и первый пример описывают линейную зависимость этого напряжения от разности потенциалов между управляющими узлами. Вторая форма и примеры 2 и 4 описывают полиномиальную зависимость. POLY{} определяет число пар управляющих узлов, которых в этой форме может быть несколько. Если обозначить напряжения между этими парами узлов как V1,...,Vn, то выходное напряжение источника в общем случае описывается выражением
P0 + P1 ⋅ V1 +K + Pn ⋅ Vn + Pn +1 ⋅ V1 ⋅ V1 + Pn + 2 ⋅ V1 ⋅ V2 +K + P2n ⋅ V1 ⋅ Vn + P2n +1 ⋅ V2 ⋅ V2 + P2n + 2 ⋅ V2 ⋅ V3 +K + Pn !/[ 2⋅( n − 2) !+ 2n +1] ⋅ V1 ⋅ V12 + Pn !/[ 2⋅( n − 2) !+ 2n+ 2] ⋅ V1 ⋅ V22 +K Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Соответственно, пример 2 описывает суммирование потенциалов узлов 3 и 4, пример 3 - их умножение, пример 4 - квадратичную зависимость от потенциала узла 1. В формах оператора 3-7 управляющей величиной является описанное в них , которое должно занимать не более одной строчки. Оно может содержать любые допустимые в PSpice арифметические операторы, функции, константы, время (TIME), потенциалы (например, V(4)), разности потенциалов (например , V(3,2)), токи идеальных V-элементов (например, I(VSENS)). Таким образом, исчезает разница между источниками, управляемыми напряжением и током. Если требуется управление током какого-либо элемента, отличного от V, то последовательно с этим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать в выражении его ток.
82
6. Некоторые сообщения программы PSpice
E
Источник напряжения, управляемый напряжением (окончание)
Пример 5 иллюстрирует форму 3 с ключевым словом VALUE. Пример 6 иллюстрирует форму 4 - описание табличной зависимости. В ней после слова TABLE обязателен пробел. После знака равенства перечисляются строки таблицы: пары значений вход-выход. Для значений входной величины, лежащих между заданными точками таблицы, при расчете выходной величины программа вводит линейную интерполяцию. Для значений входной величины, лежащих вне указанных в таблице пределов, выходная величина считается постоянной и равной соответствующему крайнему значению таблицы. Максимальное число точек в таблице - 2048. Точки должны перечисляться в порядке возрастания входной величины. Пользуясь формами 3-4 можно реализовать требуемые нелинейные ВАХ, однозначные по току. Для этого в качестве управляющей переменной надо задать ток V-элемента нулевой величины, включенного последовательно с E-элементом. Это иллюстрируется примером 9. Если VSENS включен последовательно с ES, то такое последовательное соединение обладает в этом примере S-образной ВАХ. Пример 7 иллюстрирует форму 5, позволяющую описывать передаточную функцию в форме операторного выражения. После ключевого слова LAPLACE должен следовать пробел. В операторном выражении оператор Лапласа обозначается символом S. Операторное выражение может использовать любые допустимые в PSpice арифметические операторы и функции и должно занимать не более одной строки. Пример 8 иллюстрирует форму 6, при которой передаточная характеристика описывается частотной таблицей, каждая строка которой содержит частоту (в герцах), амплитуду (в децибеллах) и фазу (в градусах). В операторе по форме 6 строки таблицы должны перечисляться в порядке возрастания частоты. Между точками таблицы фаза интерполируется линейно, а амплитуда - логарифмически. При частотах вне пределов, указанных в таблице, используются значения, соответствующие минимальной или максимальной частоте таблицы. В примере 8 до 5 кГц коэффициент равен нулю, а свыше 6 кГц равен -60 дБ. Фаза нарастает линейно с ростом частоты, что соответствует постоянной задержке. Форма оператора 9 введена только начиная с версии моделирующей программы 5.3. Это оператор описывает фильтр Чебышева. Задается тип фильтра: LP - высших частот (пропускающий нижние частоты), HP - низших частот, BP - полосовой, BR заграждающий. Для фильтров LP и HP задается по две частоты и коэффициенты передачи на них в децибеллах. Для фильтров BP и BR - по четыре частоты с соответствующими коэффициентами передачи.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
83
F
Источник тока, управляемый током F - ИСТОЧНИК ТОКА, УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ
Формы оператора 1) F + 2) F POLY () + ... + Примеры 1) FSENS 1 2 VSENS 10.0 2) FAMP 13 0 POLY(1) VIN 0. 500 3) FSUM 100 101 POLY(2) V1 V2 0.0 1. 1. 4) FMULT 100 101 POLY(2) V1 V2 0. 0. 0. 1. 5) FSQR 100 101 POLY(1) V1 0. 0. 1. Пояснения Идеальный источник тока подключается между узлами и . Положительным направлением тока считается направление от узла (+) через источник к узлу (-). Источник управляется током идеального независимого источника напряжения (V-элемента), имя которого указывается в операторе. В первой форме оператора помимо имени управляющего элемента указывается коэффициент передачи тока (пример 1). Во второй форме оператора управляющих токов может быть несколько. Их число указывается как . Ток источника определяется полиномом. Если обозначить управляющие токи как I1,...,In, то выходной ток источника в общем случае описывается выражением
P0 + P1 ⋅ I 1 +K + Pn ⋅ I n + Pn +1 ⋅ I 1 ⋅ I 1 + Pn + 2 ⋅ I 1 ⋅ I 2 +K + P2n ⋅ I 1 ⋅ I n + P2n +1 ⋅ I 2 ⋅ I 2 + P2n + 2 ⋅ I 2 ⋅ I 3 +K + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n +1] ⋅ I 1 ⋅ I 12 + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n + 2] ⋅ I 1 ⋅ I 22 +K
84
6. Некоторые сообщения программы PSpice
F
Источник тока, управляемый током (окончание)
Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Таким образом, пример 2 - обычный усилитель тока, который можно описать и по форме 1. Пример 3 суммирование токов источников V1 и V2, пример 4 - их умножение. Пример 5 нелинейная квадратичная зависимость выходного тока от тока источника V1. Если в качестве управления требуется ток не V-элемента, а какого-либо другого, то последовательно с интересующим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать его для управления.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
85
G
Источник тока, управляемый напряжением G - ИСТОЧНИК ТОКА, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ
Формы оператора 1) G + + 2) G POLY () + + 3) G VALUE={} 4) G TABLE {}= + 5) G LAPLACE {}= + {} 6) G FREQ {}= + Примеры 1) GAMP 3 0 1 0 500 2) GSUM 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0.0 1.0 1.0 3) GMULT 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0. 0. 0. 1. 4) GSQR 100 101 POLY(1) (1,0) 0. 0. 1. 5) GV 5 0 VALUE={5V*SQRT(V(3,2))+4*SQRT(I(V1))+V(4)*TIME} 6) GTAB 7 0 TABLE {V(8)}=(0,0) (1,3.5) (2,4.6) 7) GLAPL 5 0 LAPLACE {V(10)}={exp(-0.01*S)/(1+0.1*S)} 8) GFREQ 8 4 FREQ {V7,4)}=(0,0,0) (5kHz,0,-5760) + (6kHz,-60,-6912) 9) GRSQR 100 101 POLY(1) (100,101) 0. 0. 1. 10) GN 100 101 TABLE {V(100,101)} (0,0) (1,1) (2,0.1) (10,12)
86
6. Некоторые сообщения программы PSpice
G
Источник тока, управляемый напряжением (продолжение)
Пояснения Первые две формы оператора поддерживаются основной версией PSpice. Остальные формы поддерживаются всеми версиями PSpice 5 и версиями PSpice 4, включающими опцию аналогового поведенческого моделирования (Analog BehavIoral ModelIng). Во всех формах оператора идеальный источник тока подключается между узлами и . Первая форма оператора и первый пример описывают линейную зависимость этого тока от разности потенциалов между управляющими узлами. Вторая форма и примеры 2 и 4 описывают полиномиальную зависимость. POLY{} определяет число пар управляющих узлов, которых в этой форме может быть несколько. Если обозначить напряжения между этими парами узлов как V1,...,Vn, то выходной ток источника в общем случае описывается выражением
P0 + P1 ⋅ V1 +K + Pn ⋅ Vn + Pn +1 ⋅ V1 ⋅ V1 + Pn + 2 ⋅ V1 ⋅ V2 +K + P2n ⋅ V1 ⋅ Vn + P2n +1 ⋅ V2 ⋅ V2 + P2n + 2 ⋅ V2 ⋅ V3 +K + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n +1] ⋅ V1 ⋅ V12 + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n + 2] ⋅ V1 ⋅ V22 +K Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Соответственно, пример 2 описывает суммирование потенциалов узлов 3 и 4, пример 3 - их умножение, пример 4 - квадратичную зависимость от потенциала узла 1. В формах оператора 3-6 управляющей величиной является описанное в них , которое должно занимать не более одной строчки. Оно может содержать любые допустимые в PSpice арифметические операторы, функции, константы, время (TIME), потенциалы (например, V(4)), разности потенциалов (например , V(3,2)), токи идеальных V-элементов (например, I(VSENS)). Таким образом, исчезает разница между источниками, управляемыми напряжением и током. Если требуется управление током какого-либо элемента, отличного от V, то последовательно с этим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать в выражении его ток.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
87
G
Источник тока, управляемый напряжением (окончание)
Пример 5 иллюстрирует форму 3 с ключевым словом VALUE. Пример 6 иллюстрирует форму 4 - табличное описание зависимости. В ней после слова TABLE обязателен пробел. После знака равенства перечисляются строки таблицы: пары значений вход-выход. Для значений входной величины, лежащих между заданными точками таблицы, при расчете выходной величины программа вводит линейную интерполяцию. Для значений входной величины, лежащих вне указанных в таблице пределов, выходная величина считается постоянной и равной соответствующему крайнему значению таблицы . Максимальное число точек в таблице - 2048. Точки должны перечисляться в порядке возрастания входной величины. Задавая в качестве управляющих узлов узлы самого G-элемента, можно, пользуясь формами 3 и 4, описывать нелинейные элементы с заданной однозначной зависимостью тока от напряжения. В примере 9 описан резистор с квадратичной ВАХ, а в примере 10 - нелинейный элемент с N-образной ВАХ. Пример 7 иллюстрирует форму 5, позволяющую описывать передаточную функцию в форме операторного выражения. После ключевого слова LAPLACE должен следовать пробел. В операторном выражении оператор Лапласа обозначается символом S. Операторное выражение может использовать любые допустимые в PSpice арифметические операторы и функции и должно занимать не более одной строки. Пример 8 иллюстрирует форму 6, при которой передаточная характеристика описывается частотной таблицей, каждая строка которой содержит частоту (в герцах), амплитуду (в децибеллах) и фазу (в градусах). В операторе по форме 6 строки таблицы должны перечисляться в порядке возрастания частоты. Между точками таблицы фаза интерполируется линейно, а амплитуда - логарифмически. При частотах вне пределов, указанных в таблице, используются значения, соответствующие минимальной или максимальной частоте таблицы. В примере 8 до 5 кГц коэффициент равен нулю, а свыше 6 кГц равен -60 дБ. Фаза нарастает линейно с ростом частоты, что соответствует постоянной задержке.
88
6. Некоторые сообщения программы PSpice
H
Источник напряжения, управляемый током
H - ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ
Формы оператора 1) H + 2) H POLY () + ... + Примеры 1) HSENS 1 2 VSENS 10.0 2) HAMP 13 0 POLY(1) VIN 0. 500 3) HSUM 100 101 POLY(2) V1 V2 0.0 1. 1. 4) HMULT 100 101 POLY(2) V1 V2 0. 0. 0. 1. 5) HSQR 100 101 POLY(1) V1 0. 0. 1. Пояснения Идеальный источник напряжения подключается между узлами и . Источник управляется током идеального независимого источника напряжения ( Vэлемента ), имя которого указывается в операторе. В первой форме оператора помимо имени управляющего элемента указывается передаточное сопротивление (пример 1). Во второй форме оператора управляющих токов может быть несколько. Их число указывается как . Напряжение источника определяется полиномом. Если обозначить управляющие токи как I1,...,In, то выходное напряжение источника в общем случае описывается выражением
P0 + P1 ⋅ I 1 +K + Pn ⋅ I n + Pn +1 ⋅ I 1 ⋅ I 1 + Pn + 2 ⋅ I 1 ⋅ I 2 +K + P2n ⋅ I 1 ⋅ I n + P2n +1 ⋅ I 2 ⋅ I 2 + P2n + 2 ⋅ I 2 ⋅ I 3 +K + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n +1] ⋅ I 1 ⋅ I 12 + Pn!/[ 2⋅( n − 2)!+ 2n + 2] ⋅ I 1 ⋅ I 22 +K
6. Некоторые сообщения программы PSpice
89
H
Источник напряжения, управляемый током (окончание)
Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Таким образом, пример 2 - преобразователь тока в напряжение, который можно описать и по форме 1. Пример 3 - суммирование токов источников V1 и V2, пример 4 - их умножение. Пример 5 нелинейная квадратичная зависимость выходного напряжения от тока источника V1. Если в качестве управления требуется ток не V-элемента, а какого-либо другого, то последовательно с интересующим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать его ток в качестве управляющего: то можно реализовать нелинейное сопротивление. Так, если в примере 5 V1 включен последовательно с Нэлементом, то относительно внешних выводов этого последовательного включения реализуется ВАХ с квадратичной зависимостью напряжения от тока.
90
6. Некоторые сообщения программы PSpice
I
Независимый источник тока
I - НЕЗАВИСИМЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА
Форма оператора I [[DC]] + [AC []] [()] Примеры 1) I1 1 2 2.3 mA 2) IAC 3 5 AC .01 3) IAC2 3 5 AC .01 90 4) IEXP 3 0 DC 1mA EXP(0.1mA 0.2mA 0. 1nc 10.nc 1nc) 5) IPULS 30 -1mA PULSE(-1mA 1mA 2ns 2ns 50ns 100ns) 6) IPWL 30 PWL(0. 0. 1.ns 10mA 10ns 0) 7) ISFFM 30 8) ISIN 30 AC 1mA SIN(0 0.2mA 1MEG) 9) Этот пример только для Design Center 6: IPWL1 0 4 PWL TIME_SCALE_FACTOR=0.1 + REPEAT FOREVER + REPEAT FOR 5 (1,0) (2,1) (3,0) ENDREPEAT + REPEAT FOR 5 FILE DATA1.TAB + ENDREPEAT + ENDREPEAT Пояснения Идеальный источник тока включается между узлами и . Положительным направлением тока считается направление от узла (+) через источник к узлу (-). Для источника могут указываться значения для постоянного тока DC (по умолчанию - 0, ключевое слово DC не обязательно - см. пример 1), для частотного анализа АС (по умолчанию - 0, фаза указывается в градусах, по умолчанию фаза равна нулю, см. примеры 2, 3) и для переходного процесса (по умолчанию равно значению для DC). Если задается значение сигнала для переходного процесса, то может принимать значения EXP , PULSE, PWL, SFFM, SIN. Соответствующие формы сигналов описаны в разделе Модели электрических сигналов. Параметры сигналов должны перечисляться в операторе в том порядке, в котором они указаны при описании соответствующей формы сигнала. Если перечислить меньше параметров, чем требуется для данного сигнала, то значения остальных будут приняты по умолчанию.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
91
J
Полевой транзистор c затвором в виде p-n перехода
J - ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР С ЗАТВОРОМ В ВИДЕ P-N ПЕРЕХОДА
Форма оператора J + []
Форма описания модели
.MODEL NJF [] .MODEL PJF [] Первая форма относится к N-канальному транзистору, вторая - к P-канальному. Примеры
1) J1 10 5 0 JF 2) J2 7 3 0 JF 10. 3) JIN 6 4 1 M1 .MODEL M1 PJF (VTO=-3 BETA=0.1) 4) J3 7 8 0 M2 .MODEL M2 NJF Пояснения
Если в задании не описана модель с именем JF, то первые два примера ссылаются на библиотечную модель. При этом во втором примере указывается, что площадь транзистора J2 в 10 раз больше, чем у библиотечного. Третий пример дает полное описание транзистора и его модели. VTO0 - индуцированному каналу. В четвертом примере все параметры модели берутся по умолчанию.
92
6. Некоторые сообщения программы PSpice
J
Полевой транзистор c затвором в виде p-n перехода (окончание) Параметры моделей имя VTO BETA LAMBDA IS N ISR NR
параметр
напряжение отсечки коэффициент проводимости модуляция длины канала тепловой диффузионный ток p-n перехода фактор неидеальности диффузионного тока тепловой ток рекомбинации p-n перехода фактор неидеальности рекомбинационного тока ALPHA коэффициент ионизации VK напряжение ионизации RD омическое сопротивление стока RS омическое сопротивление истока CGD емкость затвор-сток при нулевом смещении CGS емкость затвор-исток при нулевом смещении M показатель степени емкости p-n перехода VBI высота потенциального барьера p-n перехода PB высота потенциального барьера p-n перехода FC коэффициент линеаризации емкости при прямом смещении VTOTC температурный коэффициент VTO BETATCE показатель степени температурной зависимости BETA XTI температурный коэффициент IS KF коэффициент фликкер-шума A показатель степени фликкер-шума T_MEASURE температура измерения 5) D 5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOB разность локальной и текущей температур 5) AL T_REL_LOCA разность локальной температуры и 5) прототипа L 5)
размер- умол ность чание В -2.0 2 -4 A/B 10 -1 0 B -14 А 10 1 А 0 2 -1
B В Ом Ом Ф Ф
0 0 0 0 0 0
В
0.5 0.1
В
1
-
0.5
В/°С %/°С
0 0
°C
3 0 1 0
°C °C
0 0
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
93
K
Взаимосвязанные индуктивности, трансформатор
К - ВЗАИМОСВЯЗАННЫЕ ИНДУКТИВНОСТИ, ТРАНСФОРМАТОР
Форма оператора 1) К L L ... + 2) К L... + [] Форма описания модели .MODEL CORE [] Примеры
1) KL L1 L2 .8 2) KTRAN LPRIM LSEC1 LSEC2 .999 3) K1 L1 .9999 K528 L1 1 2 40 4) K2 L2 L3 .9999 K528 Пояснения Первая форма оператора (примеры 1,2) соответствует линейной взаимной индукции двух или более индуктивностей. Направление индукции определяется порядком перечисления узлов при описании соответствующих индуктивностей. Коэффициент 1 2
связи лежит в пределах от 0 до 1 и определяется соотношением Mij/(Li⋅Lj) , где Mij взаимоиндукция индуктивностей Li и Lj. Для трансформаторов с сердечником коэффициент связи обычно не менее 0.999. Напряжение на взаимосвязанных индуктивностях определяется соотношением Vi = Li ⋅ dIi / dt + + Mij ⋅ dIj / dt + Mik ⋅ dIk / dt + ...
94
6. Некоторые сообщения программы PSpice
K
Взаимосвязанные индуктивности, трансформатор (окончание)
Вторая форма оператора (примеры 3, 4) соответствует нелинейной модели сердечника, учитывающей магнитное насыщение, гистерезис и ряд других эффектов. По этой форме можно описывать дроссель, имеющий одну обмотку (пример 3), или трансформатор с несколькими обмотками (пример 4). Необходимо иметь в виду, что при использовании этой модели в описаниях соответствующих обмоток указывается не значение их индуктивностей, а число витков. Так в примере 3 обмотка L1 имеет 40 витков. Модели магнитного сердечника в PSpice 4 и PSpice 5 различаются. К тому же в PSpice 5 имееются модели двух уровней. Модель первого уровня учитывает зависимость потерь в магнитном материале от частоты. Модель второго уровня предназначена для ферритовых сердечников и сердечников из молибденовых пермаллоев. Подробнее о моделях сердечников рассказано в работе [1]. Параметры моделей
имя
параметр 5)
LEVEL AREA PATH GAP PACK MS
4
ALPHA
размерност ь -
уровень модели площадь сечения магнитопровода средняя длина магнитопровода эффективная длина воздушного затвора коэффициент заполнения сердечника намагниченность насыщения параметр поля
см см см
умолчан ие 1 0.1 1.0 0
А/м -
1 6 10 -3 10
А/м
10
-
0.2
-1 с
500 7
2
)
A C K GAMM 1) A 5)
параметр формы безгистерезисной кривой намагниченности постоянная упругого смещения доменных границ постоянная подвижности доменов параметр демпфирования доменов
- только в PSpice 5;
4)
- в PSpice 4 или для LEVEL=1
1)
3
- для LEVEL=1
6. Некоторые сообщения программы PSpice
95
L
Индуктивность, обмотка трансформатора
L - ИНДУКТИВНОСТЬ, ОБМОТКА ТРАНСФОРМАТОРА
Форма оператора L [] + [IC=] Форма описания модели .MODEL IND [] Примеры 1) LLOAD 15 0 20mH 2) LWIND 1 2 40 K1 LWIND .999 K528 3) L1 3 4 100mH IC=1.5mA 4) L2 7 8 LMOD 10mH .MODEL LMOD IDN TC1=0.01 Первый пример описывает индуктивность LLOAD величиной 20 мГн, подключенную к узлам 15 и 0. Второй пример описывает дроссель с обмоткой LWIND (см. оператор К), имеющий 40 витков. Третий пример описывает индуктивность, для которой задано, что ток в ее рабочей точке равен 1.5 мА. Четвертый пример задает индуктивность с моделью, описывающей температурную зависимость. Если бы оператор .MODEL в этом примере отсутствовал, то предполагалось бы, что модель LMOD библиотечная. Пояснения Узлы и задают положительные направления тока и напряжения индуктивности: положительный ток течет от узла через индуктивность к узлу , положительное напряжение индуктивности - разность потенциалов узлов и .
96
6. Некоторые сообщения программы PSpice
L
Индуктивность, обмотка трансформатора (окончание)
Если в операторе отсутствует, то - значение индуктивности в генри или число витков обмотки трансформатора (см. оператор К). Если же указано, то значение индуктивности определяется формулой 2
2
⋅ L ⋅ (1 + IL1⋅I + IL2⋅I ) ⋅ [1 + TC1⋅(T-Tном) + TC2⋅(T-Tном) ], где L, IL1, IL2, TC1, TC2 - параметры модели, I - ток индуктивности, T - температура, Tном - номинальная температура, задаваемая опцией TNOM. Если в операторе указано IC=, то при расчете рабочей точки ток индуктивности поддерживается равным величине (см. оператор .IC).
Параметры моделей имя
параметр
L
коэффициент умножения индуктивности IL1 коэффициент линейной зависимости от тока IL2 коэффициент квадратичной зависимости от тока TC1 коэффициент линейной температурной зависимости TC2 коэффициент квадратичной температурной зависимости T_MEASURED температура измерения 5)
5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOB разность локальной и текущей 5) температур AL T_REL_LOCA разность локальной температуры 5) и прототипа L 5)
размерность
умолчание
-
1
А
-1
0
А-2
0
-1
0
-2
0
°С °С
°C
0
°C °C
0 0
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
97
M
МДП транзистор
M - МДП транзистор
Форма оператора M + + [L=] [W=] + [AD=] [AS=] + [PD=] [PS=] + [NRD=] [NRS=] + [NRG=] [NRB=] + [M=] Форма описания модели .MODEL NMOS [] .MODEL PMOS [] Первая форма относится к N-канальному транзистору, вторая - к P-канальному. Примеры 1) M1 14 2) M2 17 3) M2 15 4) MIN 17
2 2 3 3
13 13 0 0
0 MM 0 MM M=2 0 L=25u W=12u 0 MMOD
.MODEL MMOD NMOS LEVEL=2 VTO=2 L=20 W=10 Если в задании не описана модель с именем ММ, то первые три примера ссылаются на библиотечную модель. При этом в примере 2 транзистор "удвоенный" (эквивалентен двум параллельно включенным транзисторам), а в примере 3 изменены длина и ширина канала по сравнению с библиотечным транзистором. Четвертый пример дает полное описание транзистора и его модели. Пояснения В операторе помимо узлов подключения и имени модели транзистора могут указываться некоторые его параметры. 98
6. Некоторые сообщения программы PSpice
6. Некоторые сообщения программы PSpice
99
M
МДП транзистор (продолжение)
L и W - длина и ширина канала. Эти параметры могут задаваться в операторе транзистора, в операторе модели и в операторе .OPTION. Значение в описании транзистора замещает значение, указанное в модели, а то в свою очередь замещает значение, заданное в операторе .OPTION. AD и AS - площади диффузии стока и истока. PD и PS - периметры диффузии стока и истока. Если в параметрах модели заданы удельные тепловые токи подложки JS, JSSW, то тепловые токи сток-подложка и исток-подложка получаются умножением JS соответственно на AD, AS, а JSSW - на PD, PS; если не заданы JS, JSSW, то тепловые токи определяются параметром IS и не зависят от AD, AS, PD, PS. Если в параметрах модели заданы удельные емкости CJ и CJSW, то барьерные емкости при нулевом смещении определяются умножением CJ на AD и AS плюс умножением CJS на PD и PS; в противном случае барьерные емкости при нулевом смещении задаются параметрами CBD и CBS и не зависят от AD, AS, PD, PS. NRD, NRS, NRG и NRB - относительные омические сопротивления на квадрат стока, истока, затвора и подложки. Паразитные сопротивления в модели могут задаваться параметром RSH, и тогда они вычисляются умножением RSH на NRD, NRS, NRG, NRB. Если же в модели заданы параметры RD, RS, RG и RB, то сопротивления определяются этими заданными параметрами и не зависят от NRD, NRS, NRG, NRB. M - коэффициент, имитирующий параллельное включение нескольких идентичных транзисторов. Ширина канала, емкости и токи переходов умножаются на M, а сопротивления RD и RS делятся на M. По умолчанию AD, AS, PD, PS, NRG, NRB равны 0; NRD, NRS, M равны 1; L и W равны 100 мкм. Иные значения по умолчанию параметров L, W, AD, AS могут устанавливаться оператором .OPTIONS. Модели имеют 4 уровня сложности, определяемых параметром LEVEL. Модель уровня 1 наиболее простая и может использоваться для транзисторов больших размеров (более 20 мкм) или для оценочных расчетов при отсутствии детальных сведений о параметрах прибора. Модель уровня 2 учитывает дополнительные эффекты в подпороговой и пологой областях и области насыщения, требует знания дополнительных физических характеристик и может использоваться при размерах канала свыше 2 мкм. Модель уровня 3 учитывает эффекты короткого канала, может использоваться для микронных технологий, требует дополнительных знаний о характеристиках прибора. Модель уровня 4 наиболее точная и сложная, может применяться для субмикронных технологий. Но она требует большого объема
100
6. Некоторые сообщения программы PSpice
M
МДП транзистор (продолжение)
знаний о характеристиках, причем в отличие от других моделей параметры не имеют значений по умолчанию. Ниже приведены параметры моделей 1-4. Специфические параметры модели 4, рассчитываемые из характеристик технологии и не имеющие значений по умолчанию, в таблицу не включены. Основные параметры моделей 1-3 - VTO, KP, LAMBDA, PHI и GAMMA, если они не заданы, рассчитываются по параметрам технологического процесса - TOX, NSUB, ... Параметр VTO задается со своим знаком, что позволяет моделировать как встроенный, так и индуцированный канал. Параметры моделей имя LEVEL L
уровень модели длина канала
1-4
размер ность м
W
ширина канала
1-4
м
1-4
Ом
1 DEFL или 100 мкм DEFL или 100 мкм 0
1-4
Ом
0
1-4
Ом
0
1-4
Ом
0
1-4
Ом
∞
1-4
Ом/кв
0
RD RS RG RB RDS RSH IS JS JSSW
параметр
омическое сопротивление стока омическое сопротивление истока омическое сопротивление затвора омическое сопротивление подложки шунтирующее сопротивление сток-исток поверхностное сопротивление областей стока и истока тепловой ток p-n перехода подложки удельный тепловой ток pn перехода на ед. площади погонный тепловой ток боковой стенки p-n перехода подложки на ед. длины
модель
умолчание
-14
А
10
1-4
А/м
2
0
1-4
А/м
0
6. Некоторые сообщения программы PSpice
101
M
МДП транзистор (продолжение)
Параметры моделей (продолжение) имя PB PBSW CBD CBS CJ MJSW
CJSW
MJ FC TT CGS0 CGD0
102
параметр высота потенциального барьера донной части p-n перехода подложки высота потенциального барьера донной части p-n перехода подложки барьерная емкость p-n перехода барьерная емкость p-n перехода подложка-сток при нулевом смещении удельная емкость на ед. площади донной части показатель степени емкости p-n перехода подложки при нулевом смещении погонная емкость на единицу длины боковой стенки p-n перехода подложки при нулевом смещении показатель степени емкости донной части p-n перехода подложки коэффициент линеаризации емкости время пролета через p-n переход подложки погонная емкость перекрытия затвор-исток на единицу ширины канала погонная емкость перекрытия затвор-сток на единицу ширины канала
модель
умолчание
1-4
размерность В
1-4
В
PB
1-4
A
0
1-4
Ф
0
1-4
Ф/м
0
1-4
-
0.33
1-4
Ф/м
0
1-4
-
0.5
1-4
-
0.5
1-4
c
0
1-4
Ф/м
0
1-4
Ф/м
0
6. Некоторые сообщения программы PSpice
0.8
M
МДП транзистор (продолжение) Параметры моделей (продолжение)
имя CGB0 KF AF LD WD VTO KP LAMB DA PHI GAM MA TOX
TPG
параметр погонная емкость перекрытия затвор-подложка на единицу длины канала коэффициент фликкер-шума показатель степени фликкершума длина боковой диффузии ширина боковой диффузии пороговое напряжение при нулевом смещении удельная крутизна коэффициент модуляции длины канала поверхностный потенциал LEVEL=4 коэффициент влияния подложки на VTO толщина подзатворного диэлектрика (окисла)
тип материала затвора: +1 - противоположный подложке, -1 - тот же, что подложка, 0 - алюминий NSUB концентрация примеси в подложке NSS плотность эффективных поверхностных состояний NFS плотность эффективных быстрых поверхностных состояний XJ металлургическая глубина залегания перехода U0 поверхностная подвижность
модел ь 1-4
размерность Ф/м
умолчание 0
1-4 1-4
-
1 1
1-3 1-3 1-3
м м В
0 0 0
1-3 1,2
А/В 1/B
1-4
B
1-3
B
1-4
м
1-3
-
1-3
1/см 3
-
1-3
1/cм 2
-
1-3
1/см 2
0
1-3
м
0
1-3
см/В 2
600
2
6. Некоторые сообщения программы PSpice
-5
2⋅10 0
0.6 рассчиты вается -7 10 для LEVEL= 2,3 отсутств ует для LEVEL=1,4 +1
103
M
МДП транзистор (окончание) Параметры моделей (окончание) имя UCRTI
параметр
критическая напряженность электрического поля для снижения подвижности UEXP показатель степени в выражении критической напряженности поля для снижения подвижности UTRA коэффициент поперечного поля при описании деградации подвижности VMAX максимальная скорость дрейфа носителей NEFF коэффициент суммарного заряда канала XQC признак выбора модели емкости подзатворного диэлектрика и коэффициент части заряда канала, отнесенный к стоку DELTA коэффициент влияния ширины канала на VTO THETA коэффициент модуляции подвижности ETA коэффициент статической обратной связи KAPPA фактор насыщения поля T_MEASURE температура измерения 5) D 5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOB разность локальной и 5) текущей температур AL T_REL_LOCA разность локальной 5) температуры и прототипа L 5)
104
моде ль 2
размерность В/см
умолч а-ние 4 10
2
-
0
2
-
-
1-3
м/c
0
2
-
1
1-3
-
1
1-3
-
0
3
1/В
0
3
-
0
3 1-3
°C
0 0
1-3 1-3
°C °C
0 0
1-3
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
N
Цифро-аналоговый интерфейс
N - ЦИФРО-АНАЛОНОВЫЙ ИНТЕРФЕЙС
Форма оператора 1) Для логических сигналов цифровых элементов PSpice (PSpice 5 или опция Digital Simulation в PSpice 4 - см. [2]) : N + + DGTLNET = + [ IS = ] 2) Для логических сигналов из внешних файлов (PSpice 5 или опция Digital Files в PSpice 4 - см. [2]) : N + + [ SIGNAME = ] + [ IS = ] Форма описания модели .MODEL DINPUT [] Примеры 1) N1 ANALOG DIG_GND DIG_PWR DM1 DGTLNET=DIG_NODE IO_STD .MODEL DM1 DINPUT CL0=5pf CHI=2pf + S0NAME=0 S0TSW=5ns S0RLO=10 S0RHI=100 + S1NAME=1 S1TSW=10ns S1RLO=1k S1RHI=100 + S2NAME=X S2TSW=8ns S2RLO=100 S2RHI=100 + S3NAME=Z S3TSW=10ns S3RLO=100k S3RHI=100k 2) NA1 1 20 21 DM2 3) N7 7 0 30 FROM_CMOS SIGNAME=A IS=0
6. Некоторые сообщения программы PSpice
105
N
Цифро-аналоговый интерфейс (продолжение)
Первый пример описывает интерфейсный элемент N1 при моделировании с помощью опции Digital Simulation, подключенный между цифровым выходом с именем DIG_NODE и аналоговым узлом с именем ANALOG. Узлы подключения источников напряжений, определяющих уровни аналоговых сигналов - DIG_GND и DIG_PWR. Цифровой выход DIG_NODE использует модель входа/выхода IO_STD. Параметры интерфейсного элемента N1 задаются моделью с именем DM1, которая описана оператором .MODEL во входном файле задания на расчет. Второй пример описывает элемент NA1 при моделировании с помощью опции Digital Files, использующий библиотечную модель DM2, в которой должно быть описано, в частности, имя входного файла. Из этого файла в процессе моделирования будет браться сигнал с именем "A1" - это определено символами, следующими за символом "N" в имени элемента. Третий пример для той же самой опции описывает элемент N7, использующий библиотечную модель FROM_CMOS и преобразующий входной цифровой сигнал с именем A и с начальным состоянием, равным "0". Пояснения Цифро-аналоговой интерфейс транслирует логические сигналы на выходе цифрового элемента ( или ) в источник соответствующих уровней напряжения с заданными выходными сопротивлениями и емкостями, подключенный к аналоговому узлу . При параллельном аналого-цифровом моделировании с использованием цифрового моделирования PSpice (см. [2]) информация о логических сигналах, уровни которых равны 0, 1, X или Z, получается при моделировании цифровой части схемы. Во входной файл задания на расчет в процессе его чтения автоматически вставляются цифроаналоговые интерфейсы, если выход цифрового элемента соединен с аналоговым компонентом и пользователь не описал свой элемент N. Таким образом, обычно задавать эти элементы не требуется. При последовательном аналого-цифровом моделировании (см. [2]) информация о логических сигналах берется из текстового файла, создаваемого вручную или любой внешней программой логического моделирования. При этом необходимо вставлять в схему цифро-аналоговые интерфейсы N.
106
6. Некоторые сообщения программы PSpice
N
Цифро-аналоговый интерфейс (продолжение)
Модель цифро-аналогового интерфейса представляет собой два изменяющихся во времени сопротивления RHI и RL0, подсоединенных между интерфейсным узлом (т.е. узлом аналоговой части схемы) и узлами, к которым подключены внешние источники постоянных напряжений высокого и низкого уровня Vhi и Vlo. Cопротивления зашунтированы соответственно емкостями CHI и CL0. При изменении цифрового сигнала сопротивления RHI и RL0 изменяются в течение времени переключения по экспоненте от своего предыдущего значения до нового, определяемого пришедшим сигналом. Это вызывает изменение сигнала в интерфейсном узле. В качестве параметров модели для некоторого логического состояния i задаются (см. ниже в таблице параметров модели): время включения (длительность фронта) SiTSW и значения сопротивлений SiRLO и SiRHI. Задавая соответствующие источники напряжения в узлах высокого и низкого уровня и значения резисторов можно промоделировать в интерфейсном узле требуемые уровни логических сигналов при требуемых импедансах. При этом в некотором логическом состоянии i выходное сопротивление получается равным параллельному включению сопротивлений SiRLO и SiRHI, а уровень выходного сигнала Ui определяется делителем из этих сопротивлений: Ui = Vlo + ( Vhi - Vlo )⋅ SiRLO / ( SiRLO + SiRHI ). Система параметров модели (см. таблицу) так же, как и указанная выше форма оператора описания элемента, зависит от того, с какой опцией, Digital Simulation или Digital Files, проводится моделирование. Для опции Digital Simulation в операторе должен быть задан параметр DGTLNET = . Указанный в нем не должен непосредственно соединяться с каким-либо аналоговым элементом, поскольку в противном случае PSpice автоматически вставит элемент N между цифровым выходом (изменив его имя) и аналоговым узлом. N
Цифро-аналоговый интерфейс (продолжение)
6. Некоторые сообщения программы PSpice
107
При цифровом моделировании логические сигналы в PSpice могут иметь значения "0", "1", "X", "Z". Соответственно, в модели должны быть описаны параметры для всех значений логических сигналов, которые могут появиться в моделируемой схеме (см. выше пример 1). Иначе моделирование прервется, как только сигнал цифрового выхода примет значение, параметры которого в модели не описаны. Начальное состояние цифрового выхода определяется автоматически при расчете рабочей точки. В тех случаях, когда этот расчет не проводится (например, при расчете схем генераторов - см. [1]), надо задавать начальное состояние выхода, вводя в оператор описания элемента N параметр IS = . Для опции Digital Files в модели должны быть заданы параметры FILE, FORMAT и TIMESTEP. Параметры FILE и FORMAT задают имя и формат файла, из которого при моделировании читаются входные логические сигналы. Параметр TIMESTEP задает цену в секундах внутреннего абстрактного временного шага программы, осуществляющей цифровое моделирование. -9
Например, при принятом по умолчанию значении TIMESTEP, равном 10 , шаг логического моделирования соответствует одной наносекунде. Параметр SIGNAME = в операторе описаниия элемента определяет имя сигнала во входном файле. Если этот параметр не задан, то в качестве имени логического сигнала будут приняты символы, следующие за символом "N" в имени элемента (см. выше комментарий к примеру 2). Если при опции Digital Files в операторе задано параметром IS начальное сотояние сигнала, то отвечающее нулевому моменту времени значение этого сигнала во входном файле будет проигнорировано. Опции Digital Simulation и Digital Files могут использоваться одновременно при моделировании одной и той же схемы. Соответственно, в задании на расчет может быть описано сколько угодно моделей цифро-аналоговых интерфейсов, которые могут ссылаться на одни и те же или разные файлы. Ссылки на один файл из разных моделей должны быть идентичны. Например, нельзя в одной модели сослаться на некоторый файл, как на C:TEST.DAT, а в другой сослаться на тот же файл, как на TEST.DAT, даже если диск C: является текущим диском. Иначе при моделировании могут получиться непредсказуемые результаты.
108
6. Некоторые сообщения программы PSpice
N
Цифро-аналоговый интерфейс (окончание) Параметры модели имя CLO CHI S0NAME S0TSW S0RLO S0RHI S1NAME S1TSW S1RLO S1RHI S2NAME S2TSW S2RLO S2RHI ... S19NAME S19TSW S19RLO S19RHI FILE FORMAT TIMESTEP
параметр
размерность емкость узла низкого уровня Ф емкость узла высокого уровня Ф символ состояния "0" задержка включения состояния "0" с сопротивление узла низкого уровня в Ом состоянии "0" сопротивление узла высокого уровня в Ом состоянии "0" символ состояния "1" задержка включения состояния "1" с сопротивление узла низкого уровня в Ом состоянии "1" сопротивление узла высокого уровня в Ом состоянии "1" символ состояния "2" задержка включения состояния "2" с сопротивление узла низкого уровня в Ом состоянии "2" сопротивление узла высокого уровня в Ом состоянии "2" ... символ состояния "19" задержка включения состояния "19" с сопротивление узла низкого уровня в Ом состоянии "19" сопротивление узла высокого уровня в Ом состоянии "19" входной файл (только для Digital Files) формат входного файла (только для Digital Files) шаг по времени входного файла с (только для Digital Files)
умолчание 0 0 -
1 -9
10
6. Некоторые сообщения программы PSpice
109
O
Аналого-цифровой интерфейс
O - АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНТЕРФЕЙС
Форма оператора 1) Для логических сигналов, передаваемых в цифровые элементы PSpice (PSpice 5 или опция Digital Simulation в PSpice 4 - см. [2]) : O + DGTLNET = 2) Для логических сигналов, передаваемых во внешние файлы (PSpice 5 или опция Digital Files в PSpice 4 - см. [2]) : O + [ SIGNAME = ] Форма описания модели .MODEL DOUTPUT [] Примеры 1) O1 ANALOG DIGITAL_GND DM1 DGTLNET=DIG_NODE IO_STD .MODEL DM1 DOUTPUT RLOAD=1k CLOAD=2pf + S0NAME=0 S0VLO=-10 S0VHI=0.5 + S1NAME=1 S1VLO=3.5 S1VHI=10 + S2NAME=X S2VLO=0.5 S2VHI=3.5 2) OA1 1 0 TO_TTL 3) O7 7 0 30 TO_CMOS SIGNAME=A Первый пример описывает при моделировании с помощью опции Digital Simulation интерфейсный элемент O1, подключенный к цифровому входу с именем DIG_NODE. Входным сигналом является разность потенциалов аналоговых узлов с именами ANALOG и DIGITAL_GND. Цифровой вход DIG_NODE использует модель входа/выхода IO_STD. Параметры интерфейсного элемента O1 задаются моделью с именем DM1, которая описана оператором .MODEL во входном файле задания
110
6. Некоторые сообщения программы PSpice
O
Аналого-цифровой интерфейс (продолжение)
на расчет. В описании модели, в частности, указано, что входное напряжение, меньшее 0.5 В, воспринимается как логический "0", напряжение большее 3.5 В - как логическая "1", а напряжение между 0.5 В и 3.5 В - как неопределенное состояние "X". Второй пример описывает при моделировании с помощью опции Digital Files элемент OA1, использующий библиотечную модель DM2, в которой должно быть описано, в частности, имя выходного файла. В этот файл в процессе моделирования будет записываться сигнал с именем "A1" - это определено символами, следующими за символом "O" в имени элемента. Третий пример для той же самой опции описывает элемент O7, использующий библиотечную модель TO_CMOS и выдающий в выходной файл цифровой сигнал с именем “A”. Пояснения Аналого-цифровой интерфейс транслирует аналоговый сигнал (разность напряжений между узлами и ) в логический сигнал или . Множество возможных значений логического сигнала зависит от моделирующей программы; при использовании цифровых элементов PSpice 4 это уровни 0, 1, X, Z, а для PSpice 5 еще уровни R и F. Полученные значения логических сигналов могут поступать на вход цифрового элемента PSpice (при использовании опции Digital Simulation) или записываться в выходной файл для последующего просмотра или для запуска внешней программы логического моделирования (при использовании опции Digital Files). Помимо трансляции напряжений в логические сигналы модель аналого-цифрового интерфейса отражает входной импеданс цифрового элемента, являющийся нагрузкой для аналоговой части схемы. При параллельном аналого-цифровом моделировании с использованием цифрового моделирования PSpice (см. [2]) аналого-цифровые интерфейсы автоматически генерируются и вставляются во входной файл задания при его чтении, если вход цифрового элемента соединен с аналоговым компонентом и пользователь не описал свой элемент O. Таким образом, обычно задавать эти элементы не требуется. При последовательном аналого-цифровом моделировании (см. [2]) необходимо вставлять в схему аналого-цифровые интерфейсы O.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
111
O
Аналого-цифровой интерфейс (продолжение)
Эквивалентная схема модели аналого-цифрового интерфейса представляет собой параллельное соединение нагрузочного сопротивления RLOAD и нагрузочной емкости CLOAD (входного сопротивления и входной емкости цифрового элемента), включенное между узлами и . В моменты времени, кратные TIMESTEP, напряжение между этими узлами преобразуется в логический сигнал, который и воспринимается как входной сигнал цифрового элемента. Это преобразование осуществляется пороговыми функциями. Для каждого из возможных состояний i логического сигнала в описании модели задается диапазон напряжений SiVLO - SiVHI. Входное напряжение сначала сравнивается с диапазоном напряжений того состояния, в котором вход цифрового элемента находился до данного момента. Если напряжение находится внутри этого диапазона, то считается, что логический сигнал не изменился. В противном случае напряжение сравнивается с диапазонами, заданными для других состояний, начиная с состояния S0NAME. В качестве нового значения логического сигнала принимается первое, для которого заданный диапазон напряжений включает действительное значение входного напряжения. Такой алгоритм позволяет при желании описать гистерезис при изменении состояний. Если ни один из заданных диапазонов не содержит входного напряжения, то в качестве символа выходного сигнала выдается "?". Для опции Digital Simulation в операторе должен быть задан параметр DGTLNET = . Указанный в нем не должен непосредственно соединяться с каким-либо аналоговым элементом, поскольку в противном случае PSpice автоматически вставит элемент O между цифровым входом (изменив его имя) и аналоговым узлом. Диапазоны напряжений в описании модели должны охватывать все возможные значения напряжений, которые могут появиться в моделируемой схеме. Иначе моделирование прервется, как только напряжение примет значение, которое вызовет логический сигнал "?". Для опции Digital Simulation параметры модели TIMESCALE, FILE, CHGONLY, FORMAT не используются. Параметр TIMESTEP определяет точность, с которой фиксируются моменты пересечения напряжением пороговых величин различных значений логического сигнала. Чтобы с требуемой точностью определить момент пересечения, алгоритм аналогового моделирования делает шаг, не превышающий TIMESTEP на интервалах времени, на которых может произойти пересечение. По умолчанию TIMESTEP равен 1 нс и в любом случае не больше, чем 1/DIGFREQ (см.
O 112
Аналого-цифровой интерфейс (продолжение) 6. Некоторые сообщения программы PSpice
оператор .OPTIONS). Во многих схемах такое высокое временное разрешение излишне и можно существенно сократить время расчета, увеличив TIMESTEP. Для опции Digital Files используются, помимо прочих, такие параметры модели, как FILE, FORMAT, CHGONLY, TIMESTEP, TIMESCALE. Параметры FILE и FORMAT задают имя и формат файла, в который при моделировании записываются выходные логические сигналы. Параметр CHGONLY определяет характер записи в файл: при CHGONLY=0 результаты записываются с шагом TIMESTEP; при CHGONLY=1 записываются только те шаги, на которых изменился хотя бы один из выходных сигналов. Параметры TIMESTEP и TIMESCALE определяют масштаб времени, передаваемого в выходной файл. Если в аналоговой части схемы текущее время равно T, то в файл запишется величина, равная целой части от T⋅TIMESCALE/TIMESTEP. Иначе говоря, цена временного шага в цифровой модели считается равной TIMESTEP/TIMESCALE. Поскольку, как было сказано выше, величина TIMESTEP выбирается из соображений точности определения моментов пересечения порогов, параметр TIMESCALE позволяет согласовать единицы измерения времени в аналоговом и цифровом моделировании, если цена шага в цифровой модели много меньше, чем TIMESTEP. Например, если TIMESTEP=1 нс, а цена шага в цифровой модели равна 0.1 нс, надо задать TIMESCALE=10. При увеличении TIMESTEP с целью сокращения затрат времени на аналоговое моделирование надо пропорционально увеличивать и TIMESCALE. Параметр SIGNAME = в операторе описания элемента определяет имя сигнала в выходном файле. Если этот параметр не задан, то в качестве имени логического сигнала будут приняты символы, следующие за символом "O" в имени элемента (см. выше комментарий к примеру 2). Опции Digital Simulation и Digital Files могут использоваться одновременно при моделировании одной и той же схемы. Соответственно, в задании на расчет может быть описано сколько угодно моделей аналого-цифровых интерфейсов, которые могут ссылаться на одни и те же или разные файлы. При ссылках на один файл из разных моделей эти ссылки должны быть идентичны. Например, нельзя в одной модели сослаться на некоторый файл как на C:TEST.DAT, а в другой сослаться на тот же файл как на TEST.DAT, даже если диск C: является текущим диском. Иначе при моделировании могут получиться непредсказуемые результаты.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
113
O
Аналого-цифровой интерфейс (окончание)
Параметры модели имя
параметр
RLOAD входное сопротивление CLOAD входная емкость CHGONLY запись: 0-каждый шаг, 1-изменения (только для Digital Files) S0NAME символ состояния 0 S0VLO низкий уровень в состоянии 0 S0VHI высокий уровень в состоянии 0 S1NAME символ состояния 1 S1VLO низкий уровень в состоянии 1 S1VHI высокий уровень в состоянии 1 S2NAME символ состояния 2 S2VLO низкий уровень в состоянии 2 S2VHI высокий уровень в состоянии 2 ... ... S19NAME символ состояния 19 S19VLO низкий уровень в состоянии 19 S19VHI высокий уровень в состоянии 19 FILE выходной файл (только для Digital Files) FORMAT формат выходного файла (только для Digital Files) TIMESTEP шаг по времени выходного файла TIMESCAL масштабный коэффициент для E TIMESTEP (только для Digital Files)
114
размерумолчание ность Ом ∞ Ф 0 0 В В В В В В
-
В В -
-
-
1
с с
10 1
6. Некоторые сообщения программы PSpice
-9
Q
Биполярный транзистор
Q - БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР
Форма оператора Q + [] [] Формы описания моделей .MODEL NPN [] .MODEL PNP [] .MODEL LPNP [] Примеры 1) Q1 10 5 0 KT101 2) Q2 7 3 0 KT101 10 3) QIN 6 4 1 101 M1 .MODEL M1 NPN (BF=200 CJC=2pf TF=1.5ns) 4) Q3 7 8 0 [SUB] M2 .MODEL M2 PNP Если в задании не описана модель с именем KT101, то первые два примера ссылаются на библиотечную модель. При этом во втором примере указывается, что площадь транзистора Q2 в 10 раз больше, чем у библиотечного. Третий пример дает полное описание транзистора и его модели, в которой заданы только три основных параметра, а остальные примут значения по умолчанию. В этом примере указан также узел подложки - 101. В четвертом примере все параметры модели берутся по умолчанию, а также задан узел подложки с символьным именем - SUB. Пояснения Модель биполярного транзистора подробно рассмотрена в [1]. Поэтому ограничимся только некоторыми замечаниями о форме оператора и о параметрах модели.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
115
Q
Биполярный транзистор (продолжение)
Биполярный транзистор может описываться тремя моделями - NPN, PNP, LPNP. Последняя относится к горизонтальному p-n-p транзистору, нередко используемому в интегральных схемах. В этой модели, в отличие от двух других, переход подложки подключается к базе, а не к коллектору. В остальном эти модели одинаковы. В операторе описания транзистора узел подложки может не указываться. Тогда по умолчанию считается, что подложка подключена к узлу “земля”. Если надо указать в операторе узел подложки и имя узла цифровое, то проблем не возникает (см. пример 3). Но если имя узла подложки символьное, то его трудно отличить от имени модели. Поэтому символьное имя узла подложки надо заключать в квадратные скобки "[]" (см. пример 4). В качестве индивидуального параметра транзистора может задаваться его относительная площадь. В этом случае считается, что данный транзистор отличается по площади от того, который описан в модели. Соответственно, величина относительной площади используется при пересчете параметров модели для данного транзистора. На эту величину умножаются барьерные емкости, тепловые токи и другие параметры, определяющие уровни тока - IKF, IKR, IKB, ITF. На относительную площадь делятся омические сопротивления эмиттера, базы и коллектора. Некоторые параметры модели имеют альтернативные имена, которые в таблице, приведенной ниже, указаны в скобках. В операторе .MODEL можно использовать как основные, так и альтернативные имена. Параметры ISE (C2) и ISС (C4) могут задаваться больше единицы. В этом случае они воспринимаются как коэффициенты пропорциональности между данными токами и тепловым током IS. Например, если задать ISE=100, то величина теплового тока ISE будет равна 100⋅IS. Квазинасыщение в модели отражается только в том случае, если задать параметр RCO. Подробные сведения о модели изложены в [1], а в [2] приведена методика идентификации параметров с помощью программы PARTS. Следует напомнить, что если принимать значения параметров модели по умолчанию, то модель становится очень примитивной и не описывает реальных режимных зависимостей характеристик транзистора. К тому же в модели по умолчанию отсутствует инерционность транзистора.
116
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Q
Биполярный транзистор (продолжение)
Параметры модели
имя IS BF NF VAF (VA) IKF (IK) ISE (C2) NE BR NR VAR (VB) IKR ISC (C4) NC NK ISS NS RE RB RBM IRB RC
параметр
размерность А -
10 100
-
1
В
∞
ток излома зависимости β N (I) при высокой инжекции тепловой ток основных носителей эмиттера фактор неидеальности тока основных носителей эмиттера максимум коэффициента инверсной передачи базового тока фактор неидеальности тока неосновных носителей коллектора инверсное напряжение Эрли
А
∞
А
0
-
1.5
-
1
-
1
В
∞
ток излома зависимости β I (I) при высокой инжекции тепловой ток основных носителей коллектора фактор неидеальности тока основных носителей коллектора коэффициент эффекта Кирка тепловой ток подложки фактор неидеальности тока подложки сопротивление эмиттера максимальное сопротивление базы при нулевом смещении минимальное сопротивление базы ток, при котором Rб падает на половину RBM сопротивление коллектора
А
∞
А
0
-
2
А -
0.5 0 1
Ом Ом
0 0
Ом А
RB ∞
Ом
0
тепловой ток неосновных носителей максимум коэффициента прямой передачи базового тока фактор неидеальности тока неосновных носителей эмиттера прямое напряжение Эрли
умолчание -16
6. Некоторые сообщения программы PSpice
117
Q
Биполярный транзистор (продолжение) Параметры модели (продолжение) имя CJE VJE (PE) MJE (ME) CJC VJC (PC) MJС (MС) XCJC CJS (CCS) VJS (PS) MJS (MS) FC TF XTF VTF ITF PTF TR QCO
118
параметр
размерность
емкость эмиттерного перехода при Ф нулевом смещении высота потенциального барьера В эмиттерного перехода показатель степени емкости эмиттерного перехода емкость коллекторного перехода при Ф нулевом смещении высота потенциального барьера В коллекторного перехода показатель степени емкости коллекторного перехода доля активной части коллекторного перехода в емкости Cбк емкость коллектор-подложка при Ф нулевом смещении высота потенциального барьера В перехода коллектор-подложка показатель степени емкости перехода коллектор-подложка коэффициент линеаризации емкости при прямом смещении время пролета в прямом направлении с коэффициент влияния режимных зависимостей времени пролета коэффициент влияния эффекта Эрли на В время пролета коэффициент влияния уровня инжекции А на время пролета дополнительная фаза на частоте 1/(2π⋅ градус TF) время пролета в инверсном направлении c коэффициент заряда эпитаксиальной кулон области
6. Некоторые сообщения программы PSpice
умолчание 0 0.75 0.33 0 0.75 0.33 1 0 0.75 0 0.5 0 0
∞ 0 0 0 0
Q
Биполярный транзистор (окончание)
Параметры модели (окончание) имя RCO
параметр
размер- умолчание ность Ом 0
сопротивление эпитаксиальной области VO напряжение изменения подвижности В 10 -11 GAMMA коэффициент легирования 10 эпитаксиальной области EG ширина запрещенной зоны эВ 1.11 0 XTB температурный коэффициент β XTI (PT) температурный коэффициент 3 тепловых токов -1 TRE1 температурный коэффициент RE 0 °C (линейный) -2 TRE2 температурный коэффициент RE 0 °C (квадратичный) -1 TRB1 температурный коэффициент RB 0 °C (линейный) -2 TRB2 температурный коэффициент RB 0 °C (квадратичный) TRM1 температурный коэффициент RBM °C-1 0 (линейный) TRM2 температурный коэффициент RBM °C-2 0 (квадратичный) -1 TRC1 температурный коэффициент RC 0 °C (линейный) -2 TRC2 температурный коэффициент RC 0 °C (квадратичный) KF коэффициент фликкер-шума 0 AF коэффициент экспоненты 1 фликкер-шума 5) °C T_MEASURED температура измерения 5) T_ABS локальная температура °C T_REL_GLOBAL разность локальной и текущей °C 5) температур 5) °C T_REL_LOCAL разность локальной температуры и температуры прототипа 5) - только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
0 0 0 0
119
R
Сопротивление
R - СОПРОТИВЛЕНИЕ
Форма оператора R [] + [TC=[,]] Форма описания модели .MODEL RES [] Примеры
1) RLOAD 15 0 2K 2) R2 1 2 2.4E4 TC=.015, -.003 3) R3 3 33 RMOD 10K .MODEL RMOD RES TC1=0.015 TC2=-0.003 Первый пример описывает сопротивление RLOAD величиной 2 кОм, подключенное к узлам 15 и 0. Второй пример описывает сопротивление R2 величиной 24 кОм, подключенное к узлам 1 и 2 и имеющее температурные коэффициенты TC1=0.5/°С, TС2=-0.003/°С 2 . Третий пример описывает сопротивление R3 с моделью RMOD. Если бы соответствующий оператор .MODEL отсутствовал в задании, то предполагалось бы, что модель RMOD библиотечная. Пояснения Узлы и задают положительные направления напряжения и тока сопротивления: напряжение V на сопротивлении определяется как разность потенциалов узлов и , положительное направление тока определяется как ток, текущий через сопротивление от узла к узлу . Все это проявляется только в знаке выводимых на графики или в таблицы токов и напряжений сопротивления. В остальном порядок перечисления узлов в операторе безразличен.
120
6. Некоторые сообщения программы PSpice
R
Сопротивление (окончание)
Температурные коэффициенты сопротивления могут задаваться в самом операторе, как во втором примере. Однако, если одновременно указана модель сопротивления, то коэффициенты будут браться из модели, а заданные в операторе проигнорируются. В противном случае будут взяты коэффициенты, заданные в операторе. При записи коэффициентов в операторе нельзя использовать арифметические выражения. Если в операторе отсутствует, то - значение сопротивления в омах. Если же указано, то значение сопротивления определяется формулами, в которых заданная - просто коэффициент пропорциональности. При этом если в модели TCE не определен, то сопротивление вычисляется по формуле 2
⋅R⋅(1+TC1⋅(T-Tnom)+TC2⋅(T-Tnom) ), где может быть положительной, отрицательной, но не нулем; Tnom - комнатная температура (устанавливается опцией TNOM). Если же в операторе указано [имя модели] и в описании модели определен параметр TCE, то сопротивление вычисляется по формуле TCE⋅⋅(T-T
⋅R⋅1.01
) nom
Параметры модели имя
параметр
R TC1 TC2 TCE
коэффициент пропорциональности линейный температурный коэффициент квадратичный температурный коэффициент экспоненциальный температурный коэффициент 5) T_MEASURED температура измерения 5) локальная температура T_ABS T_REL_GLOBAL разность локальной и текущей температур
размер- умолча ность -ние 1 0 1/°С 2 0 1/°С 0 °С
5)
5)
T_REL_LOCAL 5)
разность локальной температуры и температуры прототипа
°C °C °C
0 0 0
°C
0
- только начиная с версии 5.3, см. подробнее в операторе .MODEL
6. Некоторые сообщения программы PSpice
121
S
Ключ, управляемый напряжением
S - КЛЮЧ, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ
Форма оператора S + Форма описания модели .MODEL VSWITCH [] Примеры 1) S12 13 17 2 0 SMOD 2) SRESET 5 0 15 3 RELAY .MODEL RELAY VSWITCH VON=0.5V VOFF=0.4 Первый пример описывает ключ S12, подключенный к узлам 13, 17 и управляемый напряжением между узлами 2 и 0. Модель ключа SMOD библиотечная. Второй пример описывает ключ SRESET, для которого во входной файл включен оператор модели, устанавливающий пороги срабатывания. Пояснения Ключ, управляемый напряжением, представляет собой сопротивление, включенное между узлами и и управляемое разностью напряжений Vвх между узлами и . Сопротивление плавно изменяется между значениями RON (сопротивление открытого ключа) и ROFF (сопротивление закрытого ключа) при изменении управляющего напряжения Vвх. В модели задаются порог включения VON и порог выключения VOFF. Ключ может быть нормально закрытым или нормально открытым. Для нормально закрытого ключа задается VOFFVON. Тогда при VвхVOFF ключ закрыт и его сопротивление равно ROFF. Сопротивления RON и ROFF должны задаваться положительными, но меньшими чем 1/GMIN, где GMIN - минимальная проводимость, задаваемая оператором -12 .OPTIONS. По умолчанию GMIN=10 . 122
6. Некоторые сообщения программы PSpice
S
Ключ, управляемый напряжением (окончание)
При напряжениях Vвх, лежащих внутри диапазона VOFF - VON, сопротивление плавно меняется по соотношению
R U RON I L 3 Vвх − 0. 5( VON + VOFF) |SeRON ⋅ ROFFj ± lnF |V FVвх − 0. 5( VON + VOFF) IJO ⋅ M⋅ − 2⋅ G P G J H K H K ROFF VON − VOFF VON − VOFF 2 | | P M N Q T W 3
exp ln
,
где знак "+" относится к нормально открытому ключу, а знак "-" - к нормально закрытому. Такая модель была выбрана чтобы минимизировать вычислительные проблемы. Однако при использовании модели полезно учитывать следующие рекомендации: - PSpice ведет расчеты с удвоенной точностью, что позволяет оперировать с диапазоном величин около 12-ти декад. Поэтому не рекомендуется делать 12
отношение ROFF к RON больше, чем 10 ; - не рекомендуется делать переходную область (разность между VON и VOFF) слишком узкой. Надо помнить, что в переходной области ключ работает в режиме усиления. Чем уже переходная область, тем больше усиление и больше возможностей для возникновения вычислительных проблем; - хотя требуется очень малое время для расчета самого ключа, но при переходных процессах PSpice должен поддерживать в переходной области достаточно малый шаг для получения требуемой точности. Поэтому в схемах с большим количеством переключений время расчета может сильно возрастать из-за большого числа шагов и, соответственно, необходимости очень много раз считать другие элементы схемы. Параметры модели имя RON ROFF VON VOFF
параметр сопротивление открытого ключа сопротивление закрытого ключа порог открывания ключа порог закрывания ключа
размерность Ом
умолчание 1.0
Ом
10
В
1
В
0
6
6. Некоторые сообщения программы PSpice
123
T
Длинная линия без потерь и с потерями Т - ДЛИННАЯ ЛИНИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ И С ПОТЕРЯМИ
Формы оператора 1) Линия без потерь Т + + ZО= [TD=] [F=[NL=]] 2) Линия с потерями (только начиная с PSpice 5) Т + + LEN= + R= L= G= C= Примеры 1) T1 1 2 3 4 ZO=220 TD=115ns 2) T2 1 2 3 4 ZO=220 F=4.5MHz NL=0.5 3) T3 1 2 3 4 ZO=220 F=2.25MHz 4) T4 1 2 3 4 LEN=1 R=10 L=0.2U G=1n C=100p Первый пример описывает линию T1, один вход которой подключен к узлам 1 и 2, а второй - к узлам 3 и 4. Линия имеет волновое сопротивление ZO = 220 Ом и задержку сигнала TD = 115 нс. Второй пример описывает аналогичную линию, на длине которой при частоте F=4.5 МГц укладывается половина длины волны. Третий пример описывает ту же линию задержки, на длине которой при частоте F=2.25 МГц укладывается четверть длины волны. Четвертый пример описывает линию с потерями длиной 1 м. Пояснения Длинная линия (линия задержки) является симметричным двунаправленным элементом. Она имеет два входа - А и В. Узлы (+) и (-) определяют полярности положительных напряжений на входах.
124
6. Некоторые сообщения программы PSpice
T
Длинная линия без потерь и с потерями(окончание)
Линия без потерь характеризуется волновым сопротивлением ZO. Имя этого параметра может записываться и как Z0, и как ZO (т.е. или цифра ноль, или буква O на конце). Длина линии задержки может характеризоваться задержкой TD в секундах. Другой вариант - задание частоты F, при которой на длине линии укладывается часть волны NL. По умолчанию NL=0.25, т.е. F - четвертьволновая частота. В операторе должен быть описан один из этих двух вариантов: или TD задана, или F. Модель линии описывает идеальную задержку. При расчетах переходных процессов шаг по времени устанавливается не более половины минимальной задержки самой короткой линии в схеме. Поэтому включение в схему коротких линий может вызвать существенное увеличение времени расчета. Модель линии с потерями введена только начиная с PSpice 5. Она характеризуется длиной линии LEN и погонными значениями сопротивления R, индуктивности L, проводимости G и емкости C. Модель описывается многосекционной схемой замещения, требует заметных затрат машинной памяти и времени и применима практически только при наличии в компьютере расширенной памяти.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
125
U
Цифровой элемент U - ЦИФРОВОЙ ЭЛЕМЕНТ
Формы оператора 1) U [()] + + [MNTYMXDLY=] [IO_LEVEL=] 2) U STIM( ) + + [TIMESTEP=] Пояснения Оператор описывает цифровой элемент заданного примитива. Примитивы цифровых элементов подробно описаны в разделе 5. параметра MNTYMXDLY определяет, какие значения параметров задержек, описанные в модели задержек, будут использоваться в расчетах для данного элемента: 0 - используется величина MNTYMXDLY, заданная в модели задержек (это значение MNTYMXDLY принято по умолчанию); 1 - используются минимальные значения задержек; 2 - используются типовые значения задержек; 3 - используются максимальные значения задержек. Таким образом, задание в операторе параметра MNTYMXDLY позволяет выбрать индивидуально для данного элемента параметры задержек из числа описанных в модели задержек. параметра IO_LEVEL определяет, какие модели интерфейсов, описанные в модели входа/выхода, будут использоваться в расчетах для данного элемента: 0 -используется величина DIGIOLVL, задаваемая оператором .OPTIONS (это значение O_LEVEL принято по умолчанию); 1 -используются AtoD1 и DtoA1; 2 -используются AtoD2 и DtoA2; 3 -используются AtoD3 и DtoA3; 4 -используются AtoD4 и DtoA4. Подробное описание различных форм оператора и моделей см. в разделе 5 и в работе [2].
126
6. Некоторые сообщения программы PSpice
V
Независимый источник напряжения V - НЕЗАВИСИМЫЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ
Форма оператора V [[DC]] + [AC []] [()] Примеры 1) V1 1 0 2.3 2) VAC 3 5 AC .01 3) VAC2 3 5 AC .01 90 4) VEXP 3 0 DC 1v EXP(0.1v 0.2v 0. 1nc 10.nc 1nc) 5) VPULS 3 0 -1V PULSE(-1v 1v 2ns 2ns 50ns 100ns) 6) VPWL 3 0 PWL(0. 0. 1.ns 10V 10ns 0) 7) VSFFM 3 0 SFM(0 1V 8Hz 4 1Hz) 8) VSIN 3 0 AC 1mv SIN(0 0.2V 1MEG) 9) Это пример только для Design Center 6: VPWL1 0 4 PWL TIME_SCALE_FACTOR=0.1 + REPEAT FOREVER + REPEAT FOR 5 (1,0) (2,1) (3,0) ENDREPEAT + REPEAT FOR 5 FILE DATA1.TAB + ENDREPEAT + ENDREPEAT Пояснения Идеальный источник напряжения включается между узлами и . Положительным направлением тока считается направление от узла (+) через источник к узлу (-). Для источника могут указываться значения для постоянного тока DC (по умолчанию - 0, ключевое слово DC не обязательно - см. пример 1), для частотного анализа АС (по умолчанию - 0, фаза указывается в градусах, по умолчанию фаза равна нулю, см. примеры 2, 3) и для переходного процесса ( по умолчанию равно значению для DC). Если задается значение сигнала для переходного процесса, то может принимать значения EXP , PULSE, PWL, SFFM, SIN. Соответствующие формы сигналов описаны в разделе “Модели электрических сигналов”. Параметры сигналов должны перечисляться в операторе в том порядке, в котором они указаны при описании соответствующей формы сигнала. Если перечислить меньше параметров, чем требуется для данного сигнала, то значения остальных будут приняты по умолчанию.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
127
W
Ключ, управляемый током W - КЛЮЧ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ
Форма оператора W + Форма описания модели .MODEL ISWITCH [] Примеры 1) W12 13 17 VC WMOD 2) WRESET 5 0 VRESET RELAY .MODEL RELAY ISWITCH ION=0.5mA IOFF=0.4mA Первый пример описывает ключ W12, подключенный к узлам 13, 17 и управляемый током источника напряжения VC. Модель ключа WMOD библиотечная. Второй пример описывает ключ WRESET, для которого во входной файл включен оператор модели, устанавливающий пороги срабатывания. Пояснения Ключ, управляемый током, представляет собой сопротивление, включенное между узлами и и управляемое током Iвх какого-либо независимого источника напряжения. Такой управляющий источник может иметь напряжение, равное нулю, и в этом случае его можно включить последовательно в любую ветвь схемы, ничего не изменив в этой ветви. Таким образом, управляющей ветвью может быть любая ветвь схемы. Сопротивление ключа плавно изменяется между значениями RON (сопротивление открытого ключа) и ROFF (сопротивление закрытого ключа) при изменении управляющего тока Iвх. В модели задаются порог включения ION и порог выключения IOFF. Ключ может быть нормально закрытым или нормально открытым. Для нормально закрытого ключа задается IOFFION. Тогда при IвхIOFF ключ закрыт и его сопротивление равно ROFF. Сопротивления RON и ROFF должны задаваться положительными, но меньшими, чем 1/GMIN, где GMIN - минимальная проводимость, задаваемая оператором -12
.OPTIONS. По умолчанию GMIN=10 . При напряжениях Iвх, лежащих внутри диапазона IOFF - ION, сопротивление плавно меняется по соотношению
R U RON I L 3 Iвх − 0. 5( ION + IOFF) |SeRON ⋅ ROFFj ± lnF |V FIвх − 0. 5( ION + IOFF) IJO ⋅ M⋅ − 2⋅ G P G J HROFFKM H ION − IOFF KP ION − IOFF | | N2 Q T W 3
exp ln
,
где знак "+" относится к нормально открытому ключу, а знак "-" - к нормально закрытому. Такая модель была выбрана, чтобы минимизировать вычислительные проблемы. Однако при использовании модели полезно учитывать следующие рекомендации: - PSpice ведет расчеты с удвоенной точностью, что позволяет оперировать с диапазоном величин около 12-ти декад. Поэтому не рекомендуется делать 12
отношение ROFF к RON больше, чем 10 ; - не рекомендуется делать переходную область (разность между ION и IOFF) слишком узкой. Надо помнить, что в переходной области ключ усиливает. Чем уже переходная область, тем больше усиление и больше возможностей для возникновения вычислительных проблем; - хотя требуется очень малое время для расчета самого ключа, но при переходных процессах PSpice должен поддерживать в переходной области достаточно малый шаг для получения требуемой точности. Поэтому в схемах с большим количеством переключений время расчета может сильно возрастать из-за большого числа шагов и, соответственно, необходимости очень много раз считать другие элементы схемы. Параметры модели имя RON ROFF ION IOFF
параметр сопротивление открытого ключа сопротивление заткрытого ключа порог открывания ключа порог закрывания ключа
размерность
умолчание
Ом Ом А А
1.0 6 10 -3 10 0
6. Некоторые сообщения программы PSpice
129
X
Подсхема Х - ПОДСХЕМА
Форма оператора Х + [PARAMS:…] + [TEXT:…] * ) *) - только начиная с PSpice 5
Примеры
1) X12 100 101 200 201 DIFFAMP 2) XBUFF 13 15 UNITAMP PARAMS: K=1500 Первый пример определяет подсхему Х12, подключенную к узлам 100, 101, 200, 201. Имя описания подсхемы DIFFAMP. Второй пример определяет подсхему XBUFF с узлами подключения 13, 15 и именем описания UNITAMP. При этом в описание подсхемы передается значение параметра K, равное 1500. Пояснения Данный оператор определяет, что в схему к указанным узлам должна быть подключена подсхема, описание которой дано оператором SUBCKT с именем, указанным в параметре . Число и порядок перечисления узлов в параметре должны совпадать с числом и порядком перечисления узлов в соответствующем операторе .SUBCKT. Для PSpice 5 могут не указываться узлы, заданные в .SUBCKT спецификацией OPTIONAL. Ключевые слова PARAMS и TEXT позволяют задать значения параметров, определенных в описании подсхемы как аргументы, и использовать эти значения в выражениях внутри подсхемы. Подробнее о подсхемах см. в [1].
130
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.AC
Расчет частотных характеристик
4. УПРАВЛЯЮЩИЕ ОПЕРАТОРЫ ПРОГРАММЫ PSPICE В данном разделе в алфавитном порядке приведены управляющие операторы входного языка программы PSpice. Это - операторы различных видов анализа, операторы, определяющие форму выдачи результатов расчета, и вообще все операторы, начинающиеся с символа ".". Более подробные сведения о входном языке, основных операторах и методике их применения для расчета схем приведены в работе [1].
.AC - РАСЧЕТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Форма оператора .AC [] , где = LIN, или DEC, или OCT. Примеры 1) .AC LIN 101 100Hz 200 2) .AC DEC 10 1MHz 100Mhz 3) .AC OCT 10 1kHz 16kHz В первом примере задается частотный анализ схемы с линейным шагом по частоте и общим количеством точек 101 в пределах от 100 Гц до 200 Гц. Во втором и третьем примерах требуется провести частотный анализ схемы при логарифмическом характере изменения частоты декадами (пример 2) и октавами (пример 3). При этом число точек на одну декаду (октаву) задано равным 10. Пояснения Оператор .AC задает частотный анализ в диапазоне частот Fмин ÷ Fмакс. LIN, или OCT, или DEC - определяет характер изменения частоты в заданном диапазоне и влияет на смысл параметра Nт:
6. Некоторые сообщения программы PSpice
131
- LIN - линейное изменение частоты. При этом Nт - общее (суммарное) число точек в диапазоне. Частота меняется с постоянным шагом (Fмин-Fмакс)/ (Nт-1);
132
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.AC
Расчет частотных характеристик (окончание)
- DEC - логарифмическое изменение частоты по декадам. При этом Nт - число точек на декаду. Частоты в соседних точках отличаются друг от друга в 1 ( Nт − 1)
; постоянное число раз, равное 10 - OCT - логарифмическое изменение частоты по октавам. При этом Nт - число точек на октаву. Частоты в соседних точках отличаются друг от друга в 1 ( Nт − 1)
постоянное число раз, равное 8 . Границы задаваемого диапазона частот Fмин и Fмакс должны удовлетворять соотношению Fмин ≤ Fмакс, и кроме того, Fмин и Fмакс должны быть положительными. Таким образом, диапазон может состоять из всего одной точки, если задать Fмин = Fмакс. Расчет на нулевой частоте невозможен. Если это все-таки требуется, то надо или задать очень низкую частоту (например, доли герца), или воспользоваться другим оператором - .TF. Частотный анализ проводится на схеме, линеаризованной в рабочей точке, т.е. в точке, соответствующей статическому режиму. Таким образом, независимые источники постоянного напряжения (V) и тока (I) в схеме влияют на параметры нелинейных элементов в схеме, определяя их режим, но во время частотного анализа источники V считаются короткозамкнутыми, а источники I - разомкнутыми. Сигналы этих источников, определенные для расчета переходных процессов, на схему не действуют. Единственными сигналами, поступающими на схему, считаются те, которые заданы в источниках V и I спецификацией AC. При этом все рассчитываемые напряжения и токи в схеме являются условными относительными величинами. Так, если в каком-то узле схемы посчитано напряжение 1 кВ при входном сигнале AC равном 1 В, это просто означает, что коэффициент передачи напряжения со входа в данный узел равен 1000. Никакие нелинейные искажения при этом не учитываются. По умолчанию никаких результатов частотного анализа на печать не выдается. Для получения результатов надо использовать операторы .PROBE, .PRINT, .PLOT. Если в качестве результатов интересуют групповые задержки, то надо обеспечить достаточно малый шаг по частоте, чтобы фаза в интересующей точке схемы изменялась плавно от одной частоты к другой. Дело в том, что групповая задержка вычисляется как разность фаз в соседних точках по частоте, деленная на приращение частоты. При большом шаге это может дать недопустимые погрешности.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
133
.ALIASES
Начало списка соответствия имен .ALIASES - НАЧАЛО СПИСКА СООТВЕТСТВИЯ ИМЕН
Оператор указывает начало списка соответствия имен графических обозначений компонентов и их выводов (только для Design Center, стыковка со SCHEMATICS). Форма оператора .ALIASES Пример .ALIASES Q_Q1 Q1(c=$N_0001 b=1 e=$N_0002 ) R_R1 R1(1=$N_0018 2=$N_0017 ) ............................................................ .ENDALIASES В приведеном примере транзистору, обозначенному на схеме как Q1 соответствует в описании схемы имя Q_Q1. Коллектор транзистора подключен к цепи с именем $N_0001, база - к цепи 1, эмиттер - к цепи $N_0002. Резистору, обозначенному на схеме как R1 соответствует в описании схемы имя R_R1, а к его выводам 1 и 2 подключены цепи $N_0018 и $N_0017. Пояснения Оператор .ALIASES открывает список соответствий имен компонентов на изображении схемы, подготовленном с помощью графического редактора схем SCHEMATICS, и имен компонентов, используемых в сформираванном файле цепи .NET. Эти имена часто различаются (см. работу [2]), например, добавлением начальных символов: Q_ к именам транзисторов, R_ к именам сопротивлений и т.д. В операторах списка соответствий для каждого компонента указываются также его выводы и имена подключенных к ним цепей. Список, начинающийся оператором .ALIASES, заканчивается оператором .ENDALIASES. Оператор используется для организации взаимодействия с графическим редактором схем SCHEMATICS в системе Design Center. Список соответствий помещается в файл с расширением .ALS. А в файл .CIR помещается оператор .INC, включающий в задание файл .ALS.
134
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.DC
Расчет по постоянному току .DC - РАСЧЕТ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Формы оператора 1) .DC [LIN] + + [] 2) .DC + [] , где =DEC или OCT. 3) .DC LIST + [] Примеры 1) .DC VIN -.25 .25 .05 2) .DC LIN I2 5mA -2mA 0.1mA 3) .DC VCE 0V 10V .5V IB 0mA 1mA 50uA 4) .DC RES RMOD(R) 0.9 1.1 .001 5) .DC DEC NPN QFAST(IS) 1E-18 1E-14 5 6) .DC TEMP LIST 0 27 80 100 -50 7) .DC PARAM Vsupply 7.5 15 .5 Первый пример задает линейное изменение напряжения источника VIN с -0.25 В по 0.25 В с шагом 0.05 В. Второй пример задает аналогичное линейное изменение тока источника I2. Третий пример задает вложенное изменение двух величин - напряжения VCE (например, напряжения коллектор-эмиттер) и тока IB (например, базового тока). Для каждого значения IB напряжение VCE пробегает весь заданный диапазон 0÷10 В. Например, это может быть построение семейства выходных характеристик транзистора для разных значений базового тока IB. Четвертый пример в качестве переменной использует параметр R модели резистора RMOD, изменяющийся линейно в пределах 0.9÷1. А пятый пример аналогично, но в логарифмическом масштабе, использует параметр IS модели QFAST биполярного транзистора типа NPN. Шестой пример задает в качестве .DC
Расчет по постоянному току (продолжение) 6. Некоторые сообщения программы PSpice
135
переменной температуру со значениями, задаваемыми списком: 0, 27, 80, 100 и -50 ° C. Седьмой пример в качестве переменной задает глобальный параметр Vsupply, который может использоваться в каких-то выражениях, описывающих параметры элементов схемы. Пояснения Оператор .DC задает расчет зависимости режима по состоянному току от какой-то переменной, принимаемой в качестве аргумента. изменяется в пределах ÷. Первая форма оператора задает линейное изменение аргумента (LIN подразумевается по умолчанию) с заданным приращением от точки к точке. Вторая форма оператора задает логарифмический масштаб изменения аргумента по декадам (шкала DEC) или октавам (шкала OCT). При этом задается Nт - число точек соответственно на декаду или октаву. Естественно, что при логарифмическом масштабе и должны быть положительными. В пределах изменения переменной может задаваться как больше, так и меньше, чем . Тем самым меняется направление изменения аргумента: от меньшего значения к большему или наоборот. При этом или должны задаваться положительными независимо от направления изменения аргумента. Третья форма оператора со спецификацией LIST задает список значений аргумента. Этой формой целесообразно пользоваться, если нужно получить результаты для ряда нерегулярно изменяющихся значений аргумента. При этом значения аргумента могут располагаться в списке значений в любом порядке. Оператор .DC в любой из форм позволяет задавать вложенные циклы изменения нескольких аргументов. В этих случаях после описания одного аргумента, пределов его изменения, приращения или числа точек следует аналогичное описание следующего аргумента (см. пример 3). Тогда первый аргумент относится к внутреннему циклу. То есть задается начальное значение второго аргумента и для него просчитывается режим во всем диапазоне изменения первого аргумента. Затем задается следующее значение второго аргумента и для него снова просчитывается режим во всем диапазоне изменения первого аргумента, и т.д. При выводе результатов расчета с помощью операторов .PRINT или .PLOT это приводит к печати отдельных таблиц или графиков для каждого значения второго аргумента.
136
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.DC
Расчет по постоянному току (окончание)
А при использовании оператора .PROBE это приводит к изображению семейства графиков, параметром которого является второй аргумент оператора .DC. В качестве величины может задаваться : - имя независимого источника напряжения и тока; тогда на время выполнения оператора .DC значение соответствующего источника меняется в заданных пределах; - имя параметра модели элемента; в этом случае задается (например, RES, NPN, PNP и т.п.), после пробела имя модели и затем в круглых скобках имя параметра (см. примеры 4, 5); в этом плане в операторе .DC не могут использоваться параметры L и W для МДП-транзистора (но могут LD и WD), а также любые температурные параметры, такие как TC1 и TC2 для резисторов и др.; - температура, обозначаемая ключевым словом TEMP; тогда в процессе выполнения оператора .DC при каждом изменении значения температуры пересчитываются все зависящие от нее параметры элементов; - имя глобального параметра; в этом случае пишется ключевое слово PARAM, а затем после пробела указывается имя параметра (см. пример 7); при каждом изменении параметра пересчитываются все зависящие от него выражения. После того, как расчеты по оператору .DC завершены, принимает значение, которое она имела до начала выполнения этого оператора. Подробнее об операторе .DC и о возникающих иногда при его выполнении проблемах сходимости см. в работе [1].
6. Некоторые сообщения программы PSpice
137
.DISTRIBUTION
Закон распределения
.DISTRIBUTION - ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Оператор описывает закон распределения, вводимый пользователем.
Форма оператора .DISTRIBUTION () ... Примеры 1) .DISTRIBUTION bi_modal (-1,1) (-.5,1) (-0.5,0) (.5,0) (.5,1) (.5,1) 2) .DISTRIBUTION triangular (-1,0) (0,1) (1,0) Первый пример описывает двумодальный закон распределения, которому присваивается имя bi_modal. В пределах -1÷-0.5 и 0.5÷1 относительная вероятность равна 1, а в пределах -0.5÷0.5 - нулю. Второй пример описывает треугольный закон распределения. Пояснения Оператор DISTRIBUTION задает в табличном виде закон распределения, который может использоваться при расчете разброса параметров по методу Монте-Карло. Заданный закон распределения управляет вырабатываемыми в PSpice случайными числами, лежащими в диапазоне -1 ÷ 1 и используемыми при задании случайных значений параметров элементов в процессе статистического расчета. Заданное в операторе .DISTRIBUTION может при желании быть задано как имя закона распределения по умолчанию с помощью опции DISTRIBUTION оператора .OPTIONS. В одном задании может быть несколько операторов .DISTRIBUTION, определяющих разные законы распределения с разными именами. Описание закона распределения в операторе .DISTRIBUTION состоит из пар значений и . Может быть указано до 100 таких пар. Величины лежат в пределах -1 ÷ 1, причем каждое следующее значение величины должно быть не меньше предыдущего (но может быть равно ему). Величины представляют собой относительные значения вероятностей и должны быть положительными или равными нулю. Между заданными точками таблицы осуществляется линейная интерполяция.
138
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.END
Конец задания на расчет схемы
.END - КОНЕЦ ЗАДАНИЯ НА РАСЧЕТ СХЕМЫ
Форма оператора .END Пример .END Пояснения Оператор .END отмечает конец задания на расчет схемы. Все операторы, относящиеся к данной схеме, должны быть записаны до этого оператора. При чтении оператора .END PSpice начинает расчет схемы. В одном входном файле .CIR может быть записано несколько заданий на расчет нескольких разных схем. Тогда задание для каждой схемы должно завершаться своим оператором .END. Схемы из такого файла рассчитываются поочередно. Информация об очередном задании читается после того, как прочитано и выполнено предыдущее задание. Если в заданиях есть операторы PROBE, то для всех заданий формируется общий файл .DAT. Объединение в одном файле .CIR нескольких заданий позволяет обрабатывать в графическом постпроцессоре PROBE одновременно результаты расчета нескольких схем, например, нескольких различных схемотехнических вариантов одного и того же устройства. Это очень удобно для сравнительной оценки проектируемых вариантов. Объединение в одном файле нескольких заданий используется также для пакетного режима работы, например, в пакетах, оставляемых для расчета на ночь. Последним оператором входного файла всегда должен являться оператор .END.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
139
.ENDALIASES
Конец списка соответствия имен
.ENDALIASES - КОНЕЦ СПИСКА СООТВЕТСТВИЯ ИМЕН Оператор указывает конец списка соответствия имен графических обозначений компонентов и их выводов (только для Design Center, стыковка со SCHEMATICS). Форма оператора .ENDALIASES Пример .ALIASES Q_Q1 Q1(c=$N_0001 b=1 e=$N_0002 ) R_R1 R1(1=$N_0018 2=$N_0017 ) ............................................................ .ENDALIASES В приведеном примере транзистору, обозначенному на схеме как Q1 соответствует в описании схемы имя Q_Q1. Коллектор транзистора подключен к цепи с именем $N_0001, база - к цепи 1, эмиттер - к цепи $N_0002. Резистору, обозначенному на схеме как R1 соответствует в описании схемы имя R_R1, а к его выводам 1 и 2 подключены цепи $N_0018 и $N_0017. Пояснения Оператор .ENDALIASES завершает начатый оператором .ALIASES список соответствий имен компонентов на изображении схемы, подготовленном с помощью графического редактора схем SCHEMATICS, и имен компонентов, используемых в сформираванном файле цепи .NET. Эти имена часто различаются (см. работу [2]), например, добавлением начальных символов: Q_ к именам транзисторов, R_ к именам сопротивлений и т.д. В операторах списка соответствий для каждого компонента указываются также его выводы и имена подключенных к ним цепей. Оператор используется для организации взаимодействия с графическим редактором схем SCHEMATICS в системе Design Center. Список соответствий помещается в файл с расширением .ALS. А в файл .CIR помещается оператор .INC, включающий в задание файл .ALS.
140
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.ENDS
Конец описания модели подсхемы .ENDS - КОНЕЦ ОПИСАНИЯ МОДЕЛИ ПОДСХЕМЫ
Форма оператора .ENDS [] Примеры 1) .ENDS 2) .ENDS OPAMP Пояснения Оператор .ENDS отмечает конец описания модели подсхемы, начинающегося оператором .SUBCKT. Указывать в операторе совершенно не требуется с точки зрения синтаксиса. Однако полезно его указывать для лучшей читаемости описания модели подсхемы. И уж если имя указывается, то оно должно точно совпадать с именем подсхемы, так как несовпадение этих имен будет расцениваться транслятором как ошибка.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
141
.FOUR
Анализ Фурье .FOUR - АНАЛИЗ ФУРЬЕ
Формы оператора 1) .FOUR 2) .FOUR [] (только для PSpice 5) Примеры 1) .FOUR 10KHz V(5) V(6,7) I(VSENS3) 2) .FOUR 10KHz 20 V(5) V(6,7) I(VSENS3) Пояснения Оператор .FOUR задает разложение в ряд Фурье результатов расчета переходного процесса. Поэтому применение оператора .FOUR требует наличия в задании оператора .TRAN. В могут включаться переменные в той же самой форме, как в операторы .PRINT и .PLOT для переходного процесса. Результаты расчета переходных процессов для величин, включенных в , подвергаются разложению в ряд Фурье. При этом в качестве частоты первой гармоники берется F1, указанная в операторе .FOUR. Разложение ведется не на всей длительности переходного процесса, а только на последнем отрезке длиной 1/F1, т.е. на последнем периоде. Поэтому длительность переходного процесса должна быть не менее 1/F1. Анализ Фурье не требует использования операторов .PROBE, .PRINT, .PLOT для просмотра результатов. Результаты автоматически включаются в выходной файл с расширением .OUT. В нем указываются значения постоянной составляющей и высших гармоник величин, включенных в . Рассчитываются также коэффициенты гармоник, представляющие собой корень из суммы квадратов относительных значений высших гармоник. В PSpice 4 всегда, а в PSpice 5 по умолчанию рассчитываются первые девять гармоник. Однако в PSpice 5 число рассчитываемых гармоник может быть изменено (от 1 до 100) применением второй формы оператора .FOUR. Следует отметить, что для получения удовлетворительной точности расчета высоких гармоник желательно рассчитывать переходный процесс с повышенной точностью. Иначе конечная величина шага при расчете переходного процесса может внести существенную погрешность в результаты разложения в ряд Фурье.
142
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.FUNC
Определение функции .FUNC - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИИ
Форма оператора .FUNC ([]) Примеры 1) .FUNC 2) .FUNC 3) .FUNC 4) .FUNC 5) .FUNC 6) .FUNC
ER() exp(RNOM/1000) G2() (GMIN*2) E(x) exp(x) Sinh(x) (E(x) + E(-x))/2 MIN(A,B) (A+B-ABS(A-B))/2 MAX(A,B) (A+B+ABS(A-B))/2
Первый пример определяет функцию без аргумента, в которой подразумевается, что RNOM - параметр, определенный оператором .PARAM. Во втором примере функция без аргумента использует определенный в PSpice параметр GMIN (см. оператор .OPTIONS). Третий и четвертый примеры в совокупности определяют гиперболический синус. При этом функция Sinh ссылается на ранее определенную функцию E. Пятый и шестой примеры определяют функции минимума и максимума. Пояснения Оператор .FUNC применяется для определения пользователем своих функций, которые далее могут использоваться в любых математических выражениях. Определение функций позволяет преодолеть ограничение PSpice, заключающееся в том, что математическое выражение должно умещаться в одной строке. Запись отдельных частей выражения в виде функций позволяет сократить результирующую длину выражения. В отличие от большинства операторов PSpice оператор .FUNC должен быть описан раньше, чем указанная в нем функция использована в каких-либо выражениях. Имена функций не должны совпадать с именами встроенных функций (см. "математические выражения" в разделе 2).
6. Некоторые сообщения программы PSpice
143
.FUNC
Определение функции (окончание)
Число аргументов в функции может достигать 10-ти. Аргументов может и не быть (см. примеры 1 и 2), однако скобки “()” в определении функции и при последующих вызовах функции должны сохраняться. должно располагаться в одной строке и может ссылаться на другие функции (см. пример 4). После описания функции нельзя применять комментарии в строке (т.е. нельзя заканчивать строку символом ";" и последующим комментарием). PSpice при чтении входного файла раскрывает функции как макроопределения, т.е. вместо вызова какой-то функции подставляется заключенный в круглые скобки текст из соответствующего оператора .FUNC. При этом аргументы заменяются их действительными значениями. Поскольку функции являются полезным инструментом при моделировании, можно создать отдельный файл описаний некоторых часто используемых в том или ином применении функций. В дальнейшем можно пользоваться этим файлом, включая соответствующий оператор .INC в начале файла описания своей схемы.
144
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.IC
Задание потенциалов начальной точки .IC - ЗАДАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ НАЧАЛЬНОЙ ТОЧКИ
Задание потенциалов отдельных узлов в начальной точке для расчета переходного процесса Формы оператора .IC ... .IC ... (отсутствует в PSpice 4) Примеры 1) .IC V(2)=3.4 V(102)=0 V(3)=-1V 2) .IC V(2,0) =3.4 V(1,2)=5 Пояснения Оператор .IC применяется для задания потенциалов отдельных (или всех) узлов в начальной точке. Каждое , указываемое в операторе, - это напряжение, задаваемое в во время вычисления рабочей точки. Напряжение задается через сопротивление 0.002 Ом, что обеспечивает практически точно заданное напряжения в данном узле. После завершения расчета рабочей точки узел "освобождается" от этого источника напряжения. Вторая форма оператора, допускающая задание не только потенциалов, но и их разностей, введена начиная с PSpice 5. Однако использовать ее надо с большой осторожностью, поскольку если к указанным узлам подключены емкости или индуктивности, результат может оказаться непредсказуемым. К тому же, если в одном члене оператора указан не потенциал, а разность потенциалов, то и во всех остальных членах тоже надо указывать разности, т.е. задавать, например, не V(2), а V(2,0). Оператор .IC влияет только на расчет точки, являющейся исходной для частотного анализа (оператор .AC) и расчета переходных процессов (оператор .TRAN). На выполнение оператора .DC оператор .IC влияния не оказывает. Если в задании указаны команды .IC и .NODESET, то команда .NODESET игнорируется (т.е. оператор .IC перекрывает оператор .NODESET.) Подробнее об использовании оператора .IC см. в работе [1].
6. Некоторые сообщения программы PSpice
145
.INC
Вставка файла .INC - ВСТАВКА ФАЙЛА
Оператор задает вставку в данный файл содержимого другого файла. Форма оператора .INC Примеры 1) .INC SETUP.CIR 2) .INC C:\LIB\VCO.CIR Пояснения Оператор .INC применяется для вставки в файл задания содержимого какого-то другого файла. - любая символьная строка, обозначающая файл (с указанием пути или без него). Включаемый файл может содержать любые операторы за следующими исключениями: - файл не должен содержать строку заголовка или эта строка должна быть оформлена как комментарий; - оператор .END, если он имеется во включаемом файле, воспринимается только как конец включаемого файла; - операторы .INC может быть использованы во включаемом файле, но общая получающаяся в результате вложенность этих операторов не должна превышать 4-х. Применение оператора .INC является наиболее простым способом включения в файл задания каких-либо текстов. Это могут быть описания вводимых пользователем функций (операторы .FUNC), описания каких-то фрагментов схемы, источников сигналов, комментарии и т.п. Надо только иметь в виду, что все содержимое включаемого файла (может быть даже и не нужное для данной задачи) читается и занимает место в оперативной памяти. В этом отличие данного оператора от оператора .LIB.
146
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.LIB
Обращение к библиотеке .LIB - ОБРАЩЕНИЕ К БИБЛИОТЕКЕ
Оператор задает обращение к библиотечному файлу подсхем или моделей.
Форма оператора .LIB [] Примеры 1) .LIB 2) .LIB LINEAR.LIB 3) .LIB C:\LIB\BIPOLAR.LIB В первом из этих примеров подразумевается библиотека NOM.LIB, расположенная в текущей директории, если только не установлена, как указано ниже, переменная окружения PSpiceLIB. Пояснения Оператор .LIB применяется для обращения к библиотеке подсхем или моделей, содержащейся в указываемом в операторе файле. указывается с расширением, а если необходимо, то и с путем к файлу. Расширение ".LIB" является общепринятым, но по умолчанию не подразумевается. Если в операторе не указано, то по умолчанию принимается имя "NOM.LIB". В эту библиотеку могут быть включены операторы .LIB, обеспечивающие ссылки на все другие необходимые библиотеки. Если не содержит пути к библиотечному файлу, то PSpice ищет файл в текущей директории. Однако есть возможность указать для PSpice список директорий, в которых следует искать библиотеки. Для этого перед вызовом PSpice надо установить соответствующую переменную окружения, выполнив команду вида SET PSPICELIB =
6. Некоторые сообщения программы PSpice
147
.LIB
обращение к библиотеке (окончание)
Например, SET PSpiceLIB = c:\dir1;..\lib;d:\pspice\lib Подобную команду можно включить в файл AUTOEXEC.BAT. В случае задания переменной PSPICELIB поиск осуществляется так же, как при использовании команды SET PATH: если PSpice не нашел библиотеку в текущей директории, то поиск осуществляется в директориях, указаных в команде SET PSPICELIB слева направо, т.е. сначала в первой директории, затем во второй и т.д. Библиотечные файлы могут содержать комментарии, операторы .MODEL, описания подсхем и операторы .LIB. Подробнее об использовании библиотек и об их индексных файлах см. в работе [1].
148
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.LOADBIAS
Чтение потенциалов из файла .LOADBIAS - ЧТЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ ИЗ ФАЙЛА
Оператор предназначен для чтения узловых потенциалов из файла, подготовленного оператором .SAVEBIAS (эти операторы отсутствуют в PSpice 4) Форма оператора .LOADBIAS “” Примеры 1) .LOADBIAS “DC” 2) .LOADBIAS “E:\PSAPICE\DC.NOD” Пояснения Оператор загружает потенциалы узлов схемы из внешнего текстового файла, который может содержать комментарии и оператор .NODESET или оператор .IC. Соответственно, загруженные потенциалы используются как начальное приближение при расчете рабочей точки или как начальная точка для расчета переходных процессов. Внешний файл может быть создан в каком-то из предыдущих расчетов оператором .SAVEBIAS, а затем при желании может быть видоизменен с помощью любого текстового редактора. В частности, оператор .SAVEBIAS создает файл с оператором .NODESET, а его можно изменить на оператор .IC. Совместное использование операторов .LOADBIAS и .SAVEBIAS очень полезно при длительных расчетах больших схем. Они позволяют при многократных расчетах схемы избегать затрат времени на повторный расчет одной и той же рабочей точки. При длительных расчетах переходного процесса, статистическом анализе, расчете на наихудший случай появляется возможность прерывать вычисления и затем продолжать их в другом сеансе работы. Наконец, применение этих операторов позволяет решить некоторые проблемы со сходимостью вычислений при расчетах по постоянному току. Подробнее об использовании этих операторов см. в работе [1].
6. Некоторые сообщения программы PSpice
149
.MC
Статистический расчет по методу Монте-Карло
.MC - СТАТИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПО МЕТОДУ МОНТЕ-КАРЛО
Форма оператора .MC + [] Примеры 1) .MC 10 TRAN V(5) YMAX 2) .MC 100 DC IC(Q7) MAX LIST 3) .MC 200 AC V(4,5) RISE_EDGE(7) OUTPUT EVERY 10 Первый пример задает статистический расчет переходного процесса с объемом выборки 10 и с сортировкой по критерию "максимальное отклонение от номинала напряжения узла 5". Второй пример задает статистический DC анализ с объемом выборки 100, с сортировкой по критерию "максимальное значение коллекторного тока транзистора Q7 при DC анализе", с печатью значений параметров элементов, используемых в каждом варианте расчета. Третий пример задает статистический расчет АЧХ напряжения V(4,5) с объемом выборки 200, с сортировкой по критерию "частота пересечения нарастающим напряжением V(4,5) уровня 7 В" (например, нижняя граничная частота), с подробной печатью каждого 10-го варианта. Пояснения Оператор .MC обеспечивает статистический анализ схемы методом Монте-Карло (см. работу [1]). Проводится многократный расчет схемы с выбранным видом анализа. Первый расчет проводится при номинальных значениях всех параметров компонентов. Последующие расчеты ведутся с изменениями тех параметров моделей, для которых заданы допуски DEV и LOT (см. работу [1] и оператор .MODEL).
150
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.MC
Статистический расчет по методу Монте-Карло (продолжение)
Заданный в операторе определяет количество расчетов схемы Nв с вариациями параметров. Если результаты статистического расчета требуется выводить на печать, то Nв должен быть не больше 2000. Если результаты требуется смотреть с помощью PROBE, то Nв должен быть не больше 100. С другой стороны, при Nв, меньшем 100 ÷ 200, точность метода Монте-Карло низкая. Это противоречие можно разрешить, выводя для последующего просмотра результаты не всех просчетов (см. ниже опцию OUTPUT EVERY ...). Спецификация в операторе .MC равна DC, или AC, или TRAN. Она указывает, для какого из видов анализа проводится метод Монте-Карло. Все остальные виды анализа, указанные в задании на расчет схемы, проводятся один раз при номинальных значениях параметров элементов. Спецификация указывает, значения какой переменной определяются в процессе статистического анализа. Форма описания выходной переменной обычная (см. раздел "обозначения переменных"). Во всех трех видах анализа (DC, AC, TRAN), которые могут осуществляться в процессе статистического расчета, получается некоторая зависимость выходной переменной: от аргумента оператора DC, от частоты, от времени. Результаты расчетов, заданные операторами .PRINT и .PLOT, выводятся отдельными таблицами и графиками для различных посчитанных вариантов. В PROBE можно построить как отдельные кривые для различных вариантов, так и семейства кривых. Чтобы иметь возможность проводить сравнительную оценку получающихся кривых при варьировании параметров, вводится некоторый численный критерий - функционал, характеризующий качество каждой кривой. При печати результатов статистического расчета PSpice сортирует варианты расчета по значению функционала. Это позволяет легко построить гистограммы функционала. Вид функционала задается в операторе .MC спецификацией , которая влияет только на распечатку и характер обработки результатов статистического анализа, но не затрагивает самого статистического метода. Спецификация может принимать значения : YMAX
- ищется максимальное отклонение каждой кривой от номинальной;
MAX
- ищется максимальное значение каждой кривой;
6. Некоторые сообщения программы PSpice
151
.MC MIN
Статистический расчет по методу Монте-Карло (продолжение) - ищется минимальое значение каждой кривой;
RISE_EDGE () - ищется первый момент пересечения нарастающей кривой заданного значения; для того чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке была меньше заданного значения, а в следующей точке больше; FALL_EDGE () - ищется первый момент пересечения спадающей кривой заданного значения; для того чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке была больше заданного значения, а в следующей точке меньше. В оператор .MC могут быть включены одна или несколько опций, управляющих печатью результатов расчета и диапазоном изменения аргумента функционала. Опции могут принимать следующие значения: LIST - предписывает печатать перед каждым вариантом расчета значения случайных параметров элементов, используемые в данном варианте; OUTPUT - управляет выводом результатов расчета (кроме первого - номинального), заданных операторами .PROBE, .PRINT, .PLOT (вывод значений функционала осуществляется независимо от этой опции). Если данная опция отсутствует, то операторы .PROBE, .PRINT, .PLOT выдают результаты только номинального расчета. При наличии опции характер выдачи определяется спецификацией , которая может принимать значения : ALL - печатать результаты всех просчетов; FIRST - печатать результаты первых N просчетов; EVERY - печатать результаты каждого N-го расчета; RUNS - проводить анализ и печатать результаты только для указанных в списке номеров расчетов; эту опцию можно использовать при повторных просчетах, когда требуется подробнее проанализировать какие-то конкретные из полученных кривых;
152
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.MC
Статистический расчет по методу Монте-Карло (окончание)
RANGE (, ) задает ограничения на диапазон изменения аргумента (параметра DC, частоты, времени) при расчете функционала. В качестве или может быть задан символ "*", что означает "без ограничения". Например : RANGE(*,0.5) - функционал вычисляется только для значений аргумента ≤ 0.5; RANGE(-1,*) - функционал определяется только для значений аргумента ≥ -1; SEED = - эта опция введена только в PSpice 5 и задает начальное значение датчика случайных чисел. По умолчанию значение SEED равно 17533 и может задаваться нечетным числом в пределах от 1 до 32767. При одинаковых значениях SEED результаты моделирования при последовательных запусках программы будут идентичны. Поскольку настройка датчика квазислучайных чисел - дело тонкое, пользоваться этой опцией следует осторожно. Оператор .MC изменяет параметры элементов схемы. Но параметры могут изменяться и другими операторами: .DC, .STEP, .WCASE. Чтобы в подобных случаях не возникало недоразумений, в PSpice принято правило: нельзя совмещать в одном задании операторы, изменяющие одни и те же параметры. Поэтому операторы .MC и .WCASE всегда несовместимы друг с другом, а операторы .DC и .STEP несовместимы в некоторых случаях. Например, можно совместить в задании оператор .MC и операторы .DC или .STEP, изменяющие напряжение каких-либо источников. Но эти операторы нельзя объединить, если .DC или .STEP изменяют параметры резистора. Более подробную информацию о статистическом расчете по методу Монте-Карло см. в работе [1].
6. Некоторые сообщения программы PSpice
153
.MODEL
Описание модели .MODEL - ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ
Оператор задает тип модели и набора ее параметров.
Форма оператора .MODEL + [( = [] ...)] Примеры 1) .MODEL RMAX RES (R=1.5 TC1=.02 TC2=.005) 2) .MODEL DNOM D (IS=1E-9) 3) .MODEL QDRIV NPN (IS=1E-7 BF=30) 4) .MODEL MLOAD NMOS (LEVEL=1 VTO=.7 CJ=.02pF) 5) .MODEL CMOD CAP (C=1 DEV 5%) 6) .MODEL DLOAD D (IS=1E-9 DEV .5% LOT 10%) 7) .MODEL RTRACK RES (R=1 DEV/GAUSS 1% LOT/UNIFORM 5%) Пояснения Оператор .MODEL задает набор параметров модели, на который могут ссылаться элементы схемы. - идентификатор, по которому осуществляются ссылки. - одно из имен библиотечных моделей PSpice. Элемент каждого типа может ссылаться только на доступные для него типы моделей. Таблица типов моделей тип модели CAP IND RES D NPN PNP LPNP NJF PJF
154
тип элемента C L R D Q Q Q J J
элемент конденсатор индуктивность резистор диод биполярный npn транзистор биполярный pnp транзистор биполярный боковой pnp транзистор полевой n-канальный транзистор полевой p-канальный транзистор
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.MODEL
Описание модели (продолжение) Таблица типов моделей (продолжение)
тип модели NMOS PMOS GASFET CORE VSWITCH ISWITCH DINPUT DOUTPUT UIO UADC 5) UDAC 5) UGATE UTGATE UEFF UGFF UWDTH USUHD UDLY 5) PLAND 5) PLOR 5) PLXOR 5) PLNAND 5) PLNOR 5) PLNXOR 5) PLANDC 5) PLORC 5) PLXORC 5)
PLNANDC 5) PLNORC 5) PLNXORC 5)
ROM 5) RAM 5)
тип элемента M M B K S W N O U U U U U U U U U U
элемент n-канальный МДП-транзистор p-канальный МДП-транзистор арсенид-галлиевый полевой n-канальный транзистор нелинейный магнитный сердечник (трансформатор) ключ, управляемый напряжением ключ, управляемый током цифро-аналоговый интерфейс аналого-цифровой интерфейс модель входа/выхода аналого-цифровой преобразователь цифро-аналоговый преобразователь стандартный вентиль вентиль с тремя состояниями триггер-защелка триггер контроллер длительности сигналов контроллер сдвигов сигналов цифровая линия задержки матрица И матрица ИЛИ матрица исключающее ИЛИ матрица И-НЕ матрица ИЛИ-НЕ матрица исключающее ИЛИ-НЕ матрица И с прямым и дополнительным кодом матрица ИЛИ с прямым и дополнительным кодом матрица исключающее ИЛИ с прямым и дополнительным кодом матрица И-НЕ с прямым и дополнительным кодом матрица ИЛИ-НЕ с прямым и дополнительным кодом матрица исключающее ИЛИ-НЕ с прямым и дополнительным кодом ПЗУ ОЗУ
- только начиная с версий PSpice 5
6. Некоторые сообщения программы PSpice
155
.MODEL
Описание модели (продолжение)
За спецификацией в операторе .MODEL может следовать описание ее параметров, заключенное в скобки. Если описание параметров отсутствует, то все параметры берутся по умолчанию. Иногда это допустимо: например, исследуется принцип работы некоторой схемы и неважно, какой диод используется - лишь бы выпрямлял сигнал. Но, конечно, при использовании всех параметров по умолчанию ни о какой точности расчетов говорить не приходится. К тому же надо иметь в виду, что, например, в моделях транзисторов по умолчанию все емкости равны нулю, и это может создавать серьезные вычислительные проблемы при расчете переходных процессов. Описания параметров задаются в виде списка в формате = . Значение тех параметров, имена которых не упоминаются в списке, берутся по умолчанию. Списки имен параметров и их значений по умолчанию приводятся в описании каждого типа элемента. Параметры многих маделей зависят от температуры. Предполагается, что температура измерения, т.е. та, при которой измерены значения параметров, записанные в операторе .MODEL, определяется опцией TNOM и по умолчанию равна 27°C. Перед началом каждого расчета параметры пересчитываются к текущей температуре TEMP, заданной оператором .TEMP (по умолчанию текущая температура 27°C). Начиная с версии программы моделирования 5.3 появилась возможность задавать локальные температуры для компонентов, рассчитываемых по разным моделям. Тем самым можно учитывать распределение температуры внутри схемы, что очень важно для некоторых классов электронной аппаратуры (см. работу [1]). Для учета локальных температур в модели элементов B, C, D, J, L, M, Q, R введены параметры T_MEASURED - температура измерения параметров, T_ABS - локальная температура (по умолчанию равна текущей температуре), T_REL_GLOBAL - разность локальной и текущей температур (по умолчанию 0). В модели может быть задана только одна из двух последних: T_ABS или T_REL_GLOBAL. Соответственно параметры модели пересчитываются или к температуре T_ABS, или к температуре TEMP+T_REL_GLOBAL. К описанию каждого параметра может быть добавлена в формате [DEV] [LOT] , где имеет формат [/][/] [%] .
156
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.MODEL
Описание модели (окончание)
Спецификации допусков используются в методе Монте-Карло при расчете разброса параметров схемы. Подробнее об использовании этой спецификации см. в работе [1]. Спецификация LOT определяет коррелированный разброс параметров элементов. Все элементы, ссылающиеся на данную модель, имеют одновременно одну и ту же составляющую отклонения параметров, описанную в LOT. Спецификация DEV определяет независимый разброс параметров элементов. Величина допуска задается или в единицах той же размерности, что и сам параметр, или в процентах тогда после должен следовать символ "%". Указатели и , если они указываются, должны следовать сразу же за ключевыми словами DEV или LOT без пробела. Перед каждым из этих указателей пишется символ "/". Указатель ссылается на один из десяти генераторов случайных чисел, используемых при статистическом расчете. Их номера от 0 до 9. Причем имеется 10 генераторов для DEV и 10 для LOT, так что ссылки в описаниях DEV и LOT независимы друг от друга. Ссылка на один и тот же генератор в разных параметрах одной модели или в разных моделях позволяет отразить корреляцию между различными параметрами. Если указатель отсутствует, то закон распределения предполагается по умолчанию. Это равномерный закон распределения или другой, описанный в опции DISTRIBUTION оператора .OPTIONS. Применение указателя позволяет задать другой закон распределения для данного параметра. может принимать значения: - равномерный закон распределения в диапазоне ± ; GAUSS - нормальный закон распределения в диапазоне ±4σ при σ = ; - закон, введенный пользователем с помощью оператора DISTRIBUTION в диапазоне ± . Более подробную информацию об использовании спецификаций допусков см. в работе [1]. UNIFORM
6. Некоторые сообщения программы PSpice
157
.NODESET
Начальное приближение напряжений в узлах
.NODESET - НАЧАЛЬНОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В УЗЛАХ Оператор задает начальное приближение напряжений в узлах при расчете рабочей точки.
Формы оператора 1) .NODESET ... 2) .NODESET ...(нет в PSpice 4)
Примеры 1) .NODESET V(2)=3.4 V(102)=0 V(3)=-1V 2) .NODESET V(2,0) =3.4 V(1,2)=5 Пояснения Оператор .NODESET помогает в трудных случаях рассчитать рабочую точку, задавая начальное приближение для некоторых (или всех) узловых потенциалов. Этот оператор позволяет также получить нужное состояние в многостабильных схемах, например в триггерах. Оператор .NODESET обеспечивает в начале расчета рабочей точки подключение к соответствующим узлам источников напряжения с величиной, равной заданному значению, через малые сопротивления 0,002 Ом. Но в отличие от оператора .IC оператор NODESET фиксирует указанные напряжения в узлах только на первой стадии расчета. После того, как проведен расчет с этими подключенными источниками напряжения, источники убираются и расчет повторяется из точки, полученной на первой стадии. Таким образом, оператор .NODESET позволяет всегда получить правильный результат, чего нельзя сказать об операторе .IC. Оператор .NODESET влияет только на первый шаг расчета DC и на расчет рабочей точки для частотного анализа и для переходных процессов. Вторая форма оператора, допускающая задание не только потенциалов, но и их разностей, введена начиная с PSpice 5. В этой форме, если в одном члене оператора указан не потенциал, а разность потенциалов, то и во всех остальных членах тоже надо указывать разности, т.е. задавать, например, не V(2), а V(2,0).
158
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.NOISE
Анализ шумов .NOISE - АНАЛИЗ ШУМОВ
Форма оператора .NOISE V([, ]) Примеры 1) .NOISE V(5) VIN 2) .NOISE V(101) VSRC 20 3) .NOISE V(4,5) ISRC Пояснения Оператор .NOISE обеспечивает анализ шумов. Анализ проводится совместно с частотным анализом и требует наличия оператора .AC, в котором определяется частотный диапазон. Спецификация V([,]) определяет выход схемы. - это имя независимого источника тока или напряжения. Сам по себе этот источник не является источником шума. Его упоминание в операторе .NOISE нужно только для того, чтобы указать, к каким точкам схемы и в какой форме программа должна пересчитывать эквивалентный шум на входе. Источниками шума считаются резисторы, полупроводниковые приборы и ключи. Для каждой частоты, заданной в операторе .AC, определяется вклад каждого источника и спектральная плотность его шума пересчитывается к выходному напряжению схемы. Bcе источники шума считаются статистически независимыми. Поэтому спектральная плотность напряжения шума на выходе (обозначается как ONOISE, размерность 1/2
В/Гц ) определяется как корень квадратный из суммы квадратов спектральных плотностей отдельных источников. Одновременно рассчитывается коэффициент передачи схемы со входа на выход и с его помощью выходной шум пересчитывается ко входу (спектральная плотность эквивалентного шума на входе обозначается как INOISE). Если источник в операторе .NOISE является источником напряжения, то размерность INOISE В/Гц
1/2
(т.е. это напряжение шума). Если же источник в
операторе .NOISE является источником тока, то размерность INOISE А/Гц ток шума).
6. Некоторые сообщения программы PSpice
1/2
(т.е. это
159
.NOISE
Анализ шумов (окончание)
Суммарные результаты анализа шумов могут быть выведены на печать операторами .PRINT и .PLOT или запомнены оператором .PROBE. В списки печатаемых величин могут быть включены ONOISE и INOIS (если требуется получить значения в децибеллах, то эти величины обозначаются как DB(ONOISE), DB(INOISE)). Помимо этого можно распечатать информацию о вкладах в общий шум каждого отдельного источника шума. Для этого служит спецификация в операторе .NOISE. Если задан =N, то на каждой N-ой частоте в выходном файле печатается подробная таблица, содержащяя данные о вкладе каждого источника шума в ONOISE. Если не задан, то эти подробные таблицы не печатаются. Подробнее об анализе шумов см. в работе [1].
160
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.OP
Расчет рабочей точки .OP - РАСЧЕТ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ
Оператор задает расчет рабочей точки с подробной печатью. Форма оператора .OP Пояснения Расчет рабочей точки (режима, в котором проводится малосигнальный анализ) осуществляется в PSpice по умолчанию. Оператор .OP задает не сам расчет этой точки, а печать подробной информации о ней в выходном файле. Без этого оператора печатаемая информация о рабочей точке сводится к списку напряжений в узлах, списку токов независимых источников напряжения и значению их суммарной мощности. При наличии оператора .OP печатаются также таблицы режимов и малосигнальных параметров всех полупроводниковых приборов и нелинейных зависимых источников напряжения и тока. Подробнее о форме печати см. в работе [1]. Оператор .OP влияет на печать результатов расчета только рабочей точки для малосигнального анализа, и не влияет на расчет начальной точки для переходного процесса.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
161
.OPTIONS
Задание опций .OPTIONS - ЗАДАНИЕ ОПЦИЙ
Оператор задает опции, определяющие условия моделирования.
Форма оператора .OPTIONS [ = ] ... Примеры 1) .OPTIONS NOPAGE 2) .OPTIONS NOECHO NOMOD DEFL=12u DEFAS=150p 3) .OPTIONS ACCT RELTOL=.01 4) .OPTIONS DISTRIBUTION=CAUSS 5) .OPTIONS DISTRIBUTION=USERDEF1 .DISTRIBUTION USERDEF1 (-1,0) (0,1) (1,0)
DEFW=8u
DEFAD=150p
Пояснения Операторы .OPTIONS позволяют задать условия моделирования, отличные от принятых по умолчанию. В каждом операторе .OPTIONS может быть задано несколько опций, которые перечисляются в операторе в любом порядке. Самих операторов .OPTIONS в задании может быть несколько. Заданные в них опции накапливаются, как если бы все опции были указаны в одном операторе. Если опция указана более одного раза, то используется последний указанный вариант. Существует два вида опций: те, для которых уже определяет какие-то условия расчета (ключевые опции), и те, которым должно быть присвоено (численные опции). Таблица ключевых опций опция ACCT EXPAND LIBRARY
162
описание печать суммарной статистической информации о схеме и различных видах анализа (см. раздел "Статистическая информация") печать элементов, появившихся при развертывании подсхем печать строк, включаемых в описание из библиотечных файлов
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.OPTIONS
Задание опций (продолжение) Таблица ключевых опций (продолжение)
опция LIST NOBIAS NODE NOECHO NOMODE
NOPAGE
NJREUSE OPTS WIDTH
5)
5)
описание печать суммарного списка элементов в схеме отмена печати списка узловых потенциалов в рабочей точке печать суммарного списка соединений (узлов) отмена печати информации, читаемой из входного файла (отменяется печать строк, начиная со следующей после оператора .OPTIONS с этой опцией) отмена печати списков параметров моделей, в том числе и параметров при разных температурах при использовании оператора .TEMP (эта опция не действует на печать по оператору .OP) отмена разбиения выходного файла по страницам и печати соответствующих заголовков (сокращает выходной файл и делает его более обозримым) запрет восстановления рабочей точки при вариациях температуры, параметров, статистическом анализе, расчете на наихудший случай печать значений всех опций задает длину строки выходного файла равной 132 символам (аналог команды WIDTH OUT=132)
- только начиная с версий PSpice 5
Среди перечисленных опций следует отметить опцию NOPAGE (см. пример 1), которую целесообразно применять всегда, за исключением случаев, когда выходной файл предназначен для печати на принтере. Таблица численных опций опция ABSTOL CHGTOL CPTIME DEFAD
значение абсолютная погрешность токов абсолютная погрешность зарядов максимальное время процессора на расчет данного задания площадь стока МДП-транзистора по умолчанию
размерность умолчание -12 А 10 -14 Кл 10 6 с 10 м
2
6. Некоторые сообщения программы PSpice
0
163
.OPTIONS
Задание опций (продолжение) Таблица численных опций (продолжение)
опция
значение
DEFAS DEFL DEFW DIGFREQ
DIGSTRF
4)
DIGSTRD
4)
DIGSTRW
4)
DIGDRVF
5)
DIGDRVZ
5)
DIGMNTYMX DIGIOLVL
5)
DIGOVRDRV DIGMNTY5) SCALE DIGTYMX5) SCALE GMIN ITL1 4)
164
5)
площадь истока МДП-транзистора по умолчанию длина канала МДП-транзистора по умолчанию ширина канала МДП-транзистора по умолчанию величина, определяющая минимальный шаг по времени (1/DIGFREQ) при смешанном моделировании максимальное сопротивление для силы F (при смешанном моделировании) максимальное сопротивление для силы D (при смешанном моделировании) максимальное сопротивление для силы W (при смешанном моделировании) минимальное сопротивление для силы F (при смешанном моделировании) максимальное сопротивление для силы Z (при смешанном моделировании) выбор типа задержки по умолчанию: 1 = мин, 2 = типичный, 3 = макс уровень интерфейсов А/Ц и Ц/А по умолчанию минимальное отношение сопротивлений, при котором силы сигналов считаются разными (при цифровом моделировании) масштабный коэффициент для расчета минимальной задержки масштабный коэффициент для расчета максимальной задержки минимальная проводимость ветви максимальное число итераций метода Ньютона при расчете по постоянному току
- для PSpice 4 ;
5)
размерность м
2
умолчание 0
м
100 мкм
м
100 мкм
Гц
10
Ом
10
Ом
100
Ом
10 кОм
Ом
2
Ом
20 кОм
-
2
-
1
-
3
-
0.4
-
1.6
1/Ом -
10 40
- для PSpice 5
6. Некоторые сообщения программы PSpice
10
-12
.OPTIONS
Задание опций (продолжение) Таблица численных опций (продолжение)
опция ITL2 ITL4 ITL5
LIMPTS NUMDGT PIVREL PIVTOL RELTOL TNOM TRTOL VNTOL
значение
размер- умолча-ние ность 20
максимальное число итераций поиска оптимального приращения при расчете по постоянному току максимальное число итераций на шаге при расчете переходных процессов максимальное суммарное число итера-ций при расчете переходных процессов; (ITL5=0 - отсутствие ограничения); 9 ITL5≤2⋅10 максимальное число точек для таблиц печати или графика (LIMPTS=0 - отсутствие ограничения) количествово значащих цифр чисел в печатаемых таблицах (максимум=8) минимальная относительная величина элемента строки матрицы, выделяемого в качестве ведущего минимальная абсолютная величина элемента строки матрицы, выделяемого в качестве ведущего относительная погрешность напряжений и токов температура по умолчанию (предполагается, °C что для этой температуры идентифицированы параметры моделей) показатель, определяющий погрешность усечения абсолютная погрешность напряжений В
6. Некоторые сообщения программы PSpice
10 5000
∞ 4 -3
10
-13
10
.001 27 7.0 1мкВ
165
.OPTIONS
Задание опций (окончание)
Пояснения по применению ряда опций даны в соответствующих разделах работы [1]. Отметим только, что точность расчетов определяется в основном опциями ABSTOL, VNTOL, RELTOL. Сходимость процессов расчета определяется помимо этого опциями, ограничивающими число итераций: ITL1, ITL2 для расчета по постоянному току, ITL4, ITL5 для расчета переходных процессов. Увеличение числа итераций повышает сходимость, но и увеличивает время расчета (причем иногда зря, так как сходимость все равно не достигается). На сходимость оказывают влияние также опции PIVREL, PIVTOL, TRTOL. Помимо перечисленных опций имеется еще одна, не подпадающая под приведенную классификацию: DISTRIBUTION , имеющая по умолчанию значение UNIFORM. Эта опция определяет закон распределения, используемый по умолчанию в методе Монте-Карло (см. операторы .MC, .DISTRIBUTION и пояснения в работе [1]). Опция может принимать значения UNIFORM, GAUSS или имя вводимого пользователем закона распределения. В последнем случае во входном файле должен быть оператор .DISTTIBUTION, определяющий введенный закон (см. выше пример 5).
166
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.PARAM
Определение глобального параметра .PARAM - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛОБАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА
Формы оператора 1) .PARAM = ... 2) .PARAM = {} ... Пример .PARAM PI=3.14159, TWO_PI={2*3.14159} Пояснения Оператор определяет глобальные параметры в виде чисел или математических выражений. Параметрам присваиваются имена, и они могут использоваться в любых математических выражениях. Область применения математических выражений см. в разделе "Математические выражения". Параметры могут использоваться также в операторе .STEP для проведения многовариантного анализа. В файле задания может быть несколько операторов .PARAM, и каждый из них может определять несколько параметров. Однако параметр с одним и тем же именем не должен определяться дважды. Оператор .PARAM не может включаться в описание подсхемы, поскольку в подсхемах предусмотрен другой способ определения параметров (см. оператор .SUBCKT). Имя параметра не должно совпадать с именами предопределенных в PSpice параметров: TEMP, VT, GMIN (первые два из них в настоящее время не задействованы, а о GMIN см. оператор .OPTIONS). Недопустимо также имя TIME. Если параметр задан выражением, то в могут входить только константы, т.е. нельзя включать в выражение другие параметры.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
167
.PLOT
График .PLOT - ГРАФИК
Оператор задает вывод результатов расчета в виде квазиграфика. Форма оператора .PLOT + [(,)] где =DC, или AC, или NOISE, или TRAN. Примеры 1) .PLOT DC V(3) V(2,3) V(R1) I(VIN) I(R2) IB(Q13) VBE(Q13) 2) .PLOT NOISE INOISE ONOISE DB(INOISE) DB(ONOISE) 3) .PLOT TRAN V(3) V(R1) V([RESET]) (0, 5v) 4) .PLOT TRAN V(3) V(R1) (0, 5v) IB(Q2) (-5mA, 5mA) IC(Q2) (-50mA, 50mA) Пояснения Оператор .PLOT позволяет вывести графики результатов анализа в выходной файл .OUT. Форма печати квазиграфическая, т.е. в текстовом выходном файле кривые изображаются символами. Смотреть такие графики на экране практически невозможно, поскольку ось аргументов у них расположена вертикально. Да и при распечатке выходного файла графики не очень выразительные. При наличии постпроцессора PROBE подобные графики можно считать атавизмом; поэтому в настоящее время оператор .PLOT используется крайне редко. В файле задания может быть несколько операторов .PLOT, относящихся как к одному и тому же виду анализа, так и к разным видам. Каждый оператор .PLOT - это отдельный график. На графике может быть не более 8-ми кривых, имена которых перечисляются в спецификации . Форма записи переменных в списке стандартная (см. в разделе "Обозначения переменных"). Аргументами графиков являются: для DC анализа - переменная оператора .DC, для частотного анализа и анализа шумов - частота, для переходных процессов - время. Диапазон изменения аргумента и шаг по оси X соответствуют всему диапазону изменения и шагу, указанным в операторе соответствующего вида анализа. Масштаб по оси Y устанавливает по умолчанию в зависимости
168
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.PLOT
График (окончание)
от диапазона изменения выходных переменных. Масштаб по оси Y для частотногоанализа всегда логарифмический. Если диапазон изменения разных выходных переменных существенно различен, то вводится несколько осей Y, соответствующих различным переменным. Если автоматический выбор масштаба не устраивает, то масштаб оси Y может быть задан в операторе спецификацией (,), помещенной в конце оператора (см. пример 3). Тогда для всех переменных будет выбрана одна ось Y с заданным диапазоном изменения. Подобные спецификации могут быть вставлены и внутрь списка переменных, причем несколько раз (см. пример 4). Каждая такая спецификация определяет свою Y ось. Она будет соответствовать переменным, расположенным в списке левее этой спецификации до начала списка или до другой спецификации. Так, в примере 4 для напряжений задается ось с диапазоном 0 ÷ 5 В, для базового тока - ось с диапазоном -5 ÷ 5 мА, а для коллекторного тока - -50 ÷ 50 мА.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
169
.PRINT
Печать таблицы .PRINT - ПЕЧАТЬ ТАБЛИЦЫ
Форма оператора .PRINT[/DGTLCHG] , где =DC, или AC, или NOISE, или TRAN. Примеры 1) .PRINT TRAN V(3) V(2,3) ID(M2) I(VCC) D(RESET) 2) .PRINT AC VM(3) VP(R1) V([RESET]) IR(5) VDB(5) 3) .PRINT NOISE INOISE ONOISE DB(INOISE) DB(ONOISE) 4) .PRINT/DGTLCHG TRAN QA QB RESET Пояснения Оператор .PRINT задает печать в виде таблицы в выходном файле .OUT результатов анализов: DC, переходного процесса, частотного анализа, анализа шумов. Форма .PRINT/DGTLCHG применяется для печати только логических, цифровых сигналов. В этом случае префикс D в обозначениях переменных можно опускать (сравните задание печати сигнала RESET в примерах 1 и 4). В файле задания может быть несколько операторов .PRINT, относящихся как к одному, так и к разным видам анализа. Каждый оператор .PRINT - это отдельная таблица. Печатаемые переменные перечисляются в спецификации (см. раздел "Обозначения переменных"). Число переменных в таблице неограничено. Если значения всех переменных не помещаются в таблице в одну строку, таблица автоматически разбивается на несколько. Ширина одной колонки в таблице определяется заданным числом значащих цифр (опция NUMDGT в операторе .OPTIONS, по умолчанию NUMDGT=4). Число колонок в строке определяется шириной колонки и допусти-мой длиной строки (задается опцией WIDTH в операторе .OPTIONS или операто-ром .WIDTH OUT, по умолчанию 80 символов - ширина стандартного экрана дисплея). Соответственно, при значениях по умолчанию NUMDGT и длины строки число колонок в строке не превышает 6-ти, учитывая и колонку аргумента. Аргумент таблицы печатается в первой колонке. В качестве аргумента принимается: для DC анализа - переменная оператора .DC, для частотного анализа и анализа шумов - частота, для переходных процессов - время. Диапазон измене-ния аргумента и шаг аргумента в таблице определяются оператором соответ-ствующего вида анализа.
170
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.PROBE
Информация для постпроцессора .PROBE - ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОСТПРОЦЕССОРА
Форма оператора .PROBE[/CSDF] [] Примеры 1) .PROBE 2) .PROBE/CSDF 3) .PROBE V(3) V(R1) Пояснения Оператор .PROBE записывает результаты различных видов анализа (DC расчета, частотного анализа, анализа шумов, расчета переходных процессов) в файл данных для постпроцессора PROBE. При многовариантном расчете в файл для постпроцессора заносятся результаты всех вариантов указанных видов анализа. Этот файл в версиях PSpice ниже пятой имеет имя PROBE.DAT, а начиная с пятой версии его имя совпадает с именем входного файла задания и имеет расширение .DAT. Обычно это бинарный файл. Если же оператор .PROBE записан с опцией /CSDF (см. пример 2), то создается текстовый файл в формате Common Simulation Data Format. Его расширение в этом случае .TXT. Этот файл имеет больший объем и использовать его имеет смысл только при необходимости пересылок между разными семействами вычислительных машин, если почему-то не удается переслать бинарный файл. Если в операторе .PROBE отсутствует (см. примеры 1 и 2), то в файл заносятся все токи, напряжения и цифровые сигналы схемы. Это очень удобно, так как в этом случае с PROBE можно работать как с осциллографом, наблюдая сигналы в любой точке схемы. Однако для больших схем при большом числе шагов в различных видах анализа объем файла может оказаться слишком большим. В этих случаях в оператор .PROBE следует включить и тогда в PROBE можно строить графики только тех переменных, которые включены в список. Впрочем, помимо этих переменных в файл всегда заносятся (в PSpice 5) плотности шума INOISE, ONOISE и кривые B(H) магнитных сердечников. Так что эти переменные можно не включать в список. Форма записи переменных в списке стандартная (см. раздел "Обозначения переменных").
6. Некоторые сообщения программы PSpice
171
.SAVEBIAS
Запоминание потенциалов .SAVEBIAS - ЗАПОМИНАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ
Оператор предназначен для запоминания узловых потенциалов в файле для последующего использования в операторе .LOADBIAS (эти операторы отсутствуют в PSpice 4) Форма оператора .SAVEBIAS “” [NOSUBCKT] + [TIME= [REPEAT]] + [TEMP=] [STEP=] + [MCRUN=] + [DC=] [DC1=] [DC2=] где - OP, или DC, или TRAN. Примеры 1) .SAVEBIAS “F1” OP 2) .SAVEBIAS “DC.NOD” DC 3) .SAVEBIAS “DC0.NOD” DC DC=1mV 4) .SAVEBIAS “TRAN” TRAN 5) .SAVEBIAS “TRAN” TRAN TIME=100n 6) .SAVEBIAS “TRAN” TRAN TIME=100n REPEAT В первом примере в файле с именем F1 запоминаются потенциалы рабочей точки. Во втором примере запоминаются потенциалы, посчитанные при выполнении оператора DC при первом значении варьируемой переменной, а в третьем примере при значении варьируемой переменной, равном 1 мВ (если такое значение встретится при выполнении оператора DC). В четвертом примере запоминается начальная точка для расчета переходного процесса. В пятом примере запоминаются потенциалы, полученные при расчете переходного процесса в момент времени, примерно равный 100 нс. В шестом примере потенциалы, полученные при расчете переходного процесса, запоминаются примерно через каждые 100 нс.
172
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.SAVEBIAS
Запоминание потенциалов (продолжение)
Пояснения Оператор запоминает потенциалы всех узлов схемы (если в операторе задано NOSUBCKT, то внутренние узлы подсхем не запоминаются) в текстовом файле с заданным именем для заданного вида анализа. В файле содержатся комментарии, поясняющие условия создания файла (дату, время, схему, вид анализа, температуру, значение варьируемой переменной), и оператор .NODESET с перечислением всех потенциалов. Так, для приведенного выше примера 3 файл может иметь вид ********************************************************************** ******** * * * PSpice Bias Point Save File from: * * * * CIRCUIT: "OPAMP01.CIR" * * TITLE: "* opamp01 operational amplifier "macromodel" subcircuit" * * DATE OF RUN: 04/01/95 * * TIME OF RUN: 13:18:07 * * ANALYSIS: "DC Sweep (DC)" * * TEMP: 27.0 * * DC SWEEP: 100.0E-06 * * * ********************************************************************** ******** .NODESET + V(1) = 100.00000E-06 + V(2) = 0.00000000 + V(3) = 15.00000000 ........................................................................................................... В задании могут содержаться несколько операторов .SAVEBIAS для различных видов анализа (конечно, с разными именами файлов). Если несколько операторов относятся к одному виду анализа, PSpice не отмечает это как ошибку, но результаты непредсказуемы. Обычно в этом случае все файлы, или все, кроме одного, будут пустыми.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
173
.SAVEBIAS
Запоминание потенциалов (окончание)
Если оператор относится к расчету переходных процессов (TRAN) и не задано TIME=, то будет запомнена начальная точка, соответствующая нулевому моменту времени. Если значение TIME задано и не задан параметр REPEAT, то будет запомнено состояние на первом временном шаге, на котором время равно или больше заданного значения. Если задан параметр REPEAT, то значение TIME приобретает смысл интервала времени, через который (с точностью до временного шага) постоянно производится запоминание состояния схемы. Если оператор .SAVEBIAS относится к расчету DC, то при отсутствии в операторе членов DC=, DC1= или DC2= будет запомнено состояние при первом значении варьируемых переменных. Задание DC= позволяет запомнить состояние схемы при значении варьируемой переменной, равном заданному. Если в операторе DC варьируется две переменные, то значение DC1 относится к первой из них, а значение DC2 - ко второй. Если при расчете режима DC переменная не принимает заданное значение, то запоминание не производится и файл остается пустым. Если в процессе анализа схемы выполняется оператор .TEMP, то задание в операторе .SAVEBIAS TEMP= позволяет запомнить состояние схемы для заданной температуры, а если при этом еще задано STEP=, то запоминание будет проводиться с заданным шагом по температуре. Если в процессе анализа схемы выполняется оператор .MC или .WCASE (статистический анализ или расчет на наихудший случай), то задание в операторе .SAVEBIAS MCRUN= позволяет запоминать состояние схемы через заданное число вариантов. Оператор .SAVEBIAS совместно с оператором .LOADBIAS очень полезны при длительных расчетах больших схем. Они позволяют при многократных расчетах схемы избегать затрат времени на повторный расчет одной и той же рабочей точки. При длительных расчетах переходного процесса, статистическом анализе, расчете на наихудший случай появляется возможность прерывать вычисления и затем продолжать их в другом сеансе работы. Наконец, применение этих операторов позволяет решить некоторые проблемы со сходимостью вычислений при расчетах по постоянному току. Подробнее об использовании этих операторов см. в работе [1].
174
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.SENS
Анализ чувствительности .SENS - АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
Форма оператора .SENS Пример .SENS V(9) V(4,3) V(17) I(VCC) Пояснения Оператор .SENS задает проведение анализа чувствительности по постоянному току. Схема линеаризируется в рабочей точке и рассчитывается чувствительность каждой выходной переменной, указанной в списке, по параметрам элементов и моделей. Форма записи переменных в списке стандартная (см. в разделе "Обозначения переменных"). Однако в данном случае, если в качестве выходной переменной задается ток, то это может быть только ток независимого источника напряжения. Это требует в ряде случаев включать в ветвь, ток которой интересует, источник нулевого напряжения и именно его ток задавать в списке выходных величин. Расчет чувствительности осуществляется только по параметрам следующих элементов: - сопротивлений, - независимых источников напряжения и тока, - ключей, управляемых напряжением и током, - диодов, - биполярных транзисторов. Подробнее об использовании анализа чувствительности и о других более широких возможностях этого вида анализа в PSpice см. в работе [1] и в операторе .WCASE.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
175
.STEP
Многовариантный параметрический анализ .STEP - МНОГОВАРИАНТНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Формы оператора 1) .STEP [LIN] + 2) .STEP + где = OCT или DEC. 3) .STEP LIST Примеры 1) .STEP V1 0v 10v 1v 2) R1 1 6 MR1 5K R2 5 6 MR1 10K .MODEL MR1 RES(R=1) .STEP LIN RES MR1(R) 0.9 1.1 0.1 3) .PARAM RNOM=1 R1 1 6 {RNOM*5} R2 5 6 {RNOM*10} .STEP LIN PARAM RNOM 0.9 1.1 0.1 4) .PARAM A=1 V1 1 0 SIN(0 {A} 100khz) .STEP PARAM A LIST (1 2) 5) .STEP DEC NPN MQ(IS) 1E-18 1E-14 5 6) .STEP TEMP LIST -60 0 27 80 В первом примере напряжение источника V1 меняется линейно от 0 до 10 В с шагом 1 В. Во втором примере линейно меняется параметр R модели MR1 резистора. При этом согласованно меняются в пределах 0.9 ÷ 1.1 от номинала сопротивления R1 и R2. В третьем примере аналогичная задача решается другим путем - введением глобального параметра RNOM и изменением его оператором .STEP. В четвертом примере варьируется амплитуда синусоидального сигнала. В пятом примере в логарифмическом масштабе меняется тепловой ток IS модели
176
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.STEP
Многовариантный параметрический анализ (продолжение)
MQ биполярного npn-транзистора. В шестом примере изменяется температура в соответствии с заданным списком значений. Пояснения Оператор .STEP задает многовариантный расчет схемы с изменением от варианта к варианту некоторого аргумента - переменной (параметра) схемы. При этом для каждого значения аргумента выполняются все указанные в задании виды анализа схемы. Результаты расчетов, заданные операторами .PRINT и .PLOT, выводятся отдельными таблицами и графиками для каждого значения аргумента. В PROBE можно построить как отдельные кривые для каждого значения аргумента, так и семейства кривых. В качестве аргумента может фигурировать: Источник напряжения или тока: в качестве спецификации задается имя независимого источника напряжения или тока (см. пример 1). Параметр модели: спецификация задается в формате () (см. примеры 2 и 5). Нельзя использовать параметры L и W для МДПтранзисторов (но можно LD и WD) и любые температурные параметры, такие, как TC1, TC2 для резистора и т.д. Температура: спецификация задается ключевым словом TEMP (см. пример 6). Для каждого изменения температуры программа пересчитывает все температуро-зависимые параметры моделей. Глобальный параметр: спецификация задается в формате PARAM (см. примеры 3, 4). Для каждого изменения параметра программа пересчитывает все зависимые от него математические выражения.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
177
.STEP
Многовариантный параметрический анализ(окончание)
Для форм оператора .STEP 1 и 2 изменение аргумента происходит в пределах ÷ . При этом может задаваться как меньше, так и больше, чем . Соответственно, аргумент в процессе вычислений будет нарастать или убывать. Независимо от этого и задаются всегда положительными. Характер изменения аргумента задается спецификациями, определяющими шкалу и шаг по аргументу: LIN -
линейное изменение аргумента. Само слово LIN при этом может быть опущено. - шаг по аргументу. DEC - логарифмическое изменение аргумента по декадам. При этом - число точек на декаду Nт. Значения аргумента в соседних точках 1 ( Nт−1)
отличаются друг от друга в постоянное число раз, равное 10 . OCT - логарифмическое изменение аргумента по октавам. При этом - число точек на октаву Nт. Значения аргумента в соседних точках 1 ( Nт−1)
отличаются друг от друга в постоянное число раз, равное 8 . LIST - аргумент принимает значения, перечисленные в спецификации . Оператор .STEP изменяет параметры элементов схемы. Но параметры могут изменяться и другими операторами: .DC, .MC, .WCASE, а температура может изменяться как оператором .STEP, так и оператором .TEMP. Чтобы в подобных случаях не возникало недоразумений, в PSpice принято правило: нельзя совмещать в одном задании операторы .STEP, .DC, .TEMP, .MC, .WCASE, изменяющие одни и те же параметры. Например, можно совместить в задании оператор .МС и оператор .STEP, изменяющий напряжение какого-либо источника. Но эти операторы нельзя объединить, если .STEP изменяет параметры резистора. Точно так же нельзя совмещать .STEP и .DC, изменяющие один и тот же параметр, .TEMP и .STEP, изменяющие температуру, и т.д.
178
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.STIMULUS
Источник сигнала .STIMULUS - ИСТОЧНИК СИГНАЛА
Оператор задает источник электрического или цифрового сигнала в Design Center 6.
Форма оператора .STIMULUS Примеры 1) .STIMULUS InputPulse PULSE (-1mv 1mv 2ns 2ns 50ns 100ns) 2) .STIMULUS DigitalPulse STIM (1,1) + 0S 1 + 10NS 0 + 20NS 1 3) .STIMULUS 50KHZSIN SIN (0 5 50KHX 0 0 0 ) Пояснения Оператор .STIMULUS введен в Design Center 6 для описания источников сигнала в библиотеках, создаваемых редактором сигналов STMED. Оператор определяет , на которое могут ссылаться источники аналоговых сигналов типа V и I, а также источники цифровых сигналов STIM. Оператор .STIMULUS описывает только сигнал для расчета переходных процессов в той форме, которую допускают элементы V, I, или STIM. Для использования библиотек, содержащих операторы .STIMULUS, в задании должен быть оператор .STMLIB, подключающий соответствующие библиотеки.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
179
.STMLIB
Библиотека сигналов .STMLIB - БИБЛИОТЕКА СИГНАЛОВ
Оператор предназначен для задания файла библиотеки электрических и цифровых сигналов, созданного редактором STMED в Design Center 6 Форма оператора .STMLIB Примеры 1) .STMLIB mylib.stl 2) .STMLIB volts.stl 3) .STMLIB dgpulse
Пояснения В Design Center 6 включен новый редактор сигналов STMED, который создает библиотеки сигналов в файлах, имеющих по умолчанию расширение .STL. Эти файлы содержат операторы .STIMULUS, описывающие аналоговые и цифровые сигналы. На эти сигналы могут ссылаться источники тока I, напряжения V и источники цифровых сигналов STIM. Оператор .STMLIB добавлен во входной язык, чтобы подключать библиотеки сигналов к файлу задания .CIR.
180
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.SUBCKT
Модель подсхемы .SUBCKT - МОДЕЛЬ ПОДСХЕМЫ
Формы оператора 1) Для PSpice 4 .SUBCKT + [PARAMS:] 2) Для PSpice 5 .SUBCKT + [OPTIONAL: ...] + [PARAMS:] + [TEXT: ...
Примеры 1) .SUBCKT OPAMP 1 2 10 2) .SUBCKT WIDTH=10kHz
FILTER
INPUT
OUTPUT
PARAMS:
CENTER=100kHz
3).SUBCKT DIGIFPWR AGND OPTIONAL: DPWR=$G_DPWR DGND=$G_DGND 4).SUBCKT PAL1 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 IN9 IN10 IN11 IN12 IN13 + IN14 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 TEXT: JEDEC_FILE = "F1.JED" В первом примере описана модель подсхемы с именем OPAMP, имеющая внешние узлы 1, 2 и 10. Во втором примере описана модель подсхемы FILTER, в которую могут передаваться значения параметров CENTER и WIDTH. Если эти значения не будут переданы, то по умолчанию параметры будут равны: CENTER=100kHz, WIDTH=10kHz. В третьем примере для цифрового моделирования в PSpice 5 указаны необязательные узлы DPWR и DGND и их значения по умолчанию - глобальные узлы $G_DPWR и $G_DGND.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
181
.SUBCKT
Заголовок описания модели подсхемы (окончание)
Пояснения Оператор .SUBCKT является заголовком описания модели подсхемы, содержащим информацию об имени модели, ее внешних узлах и о внешних параметрах, если последние предусмотрены в подсхеме. Оператор .SUBCKT начинает описание подсхемы; за ним следуют операторы, описывающие элементы подсхемы и их модели; завершается описание оператором .ENDS. Вызывается подсхема оператором X. При этом PSpice заменяет оператор вызова операторами описания подсхемы. - символьное имя, используемое в операторе X для ссылки на модели подсхемы. Это имя должно начинаться с буквы. содержит перечисление тех узлов в описании подсхемы, которыми эта подсхема будет включаться в схему. В этот список не должен входить узел 0, являющийся глобальным узлом - "землей". Количество внешних узлов и порядок их перечисления в списке должны совпадать со списком в операторах вызова X. Для цифровых подсхем в PSpice 5 предусмотрена возможность перечислять в операторе X не все узлы. Некоторые из них (необязательные узлы) могут отсутствовать. Их список в операторе .SUBCKT задается спецификацией OPTIONAL. В этой спецификации перечисляются необязательные узлы подсхемы и указывается, к каким узлам схемы они будут подключены по умолчанию, т.е. в случае, если не будут упомянуты в операторе вызова X. Если в подсхеме используются параметры, которые могут передаваться в нее при вызове, то в оператор .SUBCKT включается спецификация PARAMS, в которой перечисляются имена параметров и их значения по умолчанию. Для цифровых подсхем в PSpice 5 предусмотрена также возможность передавать в подсхему текстовые параметры, предваряемые спецификацией TEXT. Они используются в основном для указания имен различных файлов. Подробнее о подсхемах см. в работе [1].
182
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.TEMP
Температура .TEMP - ТЕМПЕРАТУРА
Форма оператора .TEMP Примеры 1) .TEMP 125 2) .TEMP 0 27 125 -60 Первый пример задает температуру, при которой будет считаться схема, равной 125 °C. Во втором примере задается многовариантный анализ при 4-х значениях температур. Пояснения Оператор .TEMP устанавливает значение температуры, при которой проводится анализ. Значения температуры берутся в градусах Цельсия. Если в списке дается несколько значений, то все виды анализа, указанные в задании, проводятся для каждого значения температуры, т.е. осуществляется многовариантный анализ. При пересчетах параметров для разных температур предполагается, что параметры всех моделей были рассчитаны при номинальной температуре TNOM (может задаваться опцией TNOM в операторе .OPTIONS, по умолчанию TNOM=27 ° C).Начиная с версии программы моделирования 5.3 появилась возможность задавать локальные температуры для компонентов, рассчитываемых по разным моделям. Для учета локальных температур в модели элементов B, C, D, J, L, M, Q, R введены параметры T_MEASURED - температура измерения параметров, T_ABS - локальная температура (по умолчанию равна текущей температуре), T_REL_GLOBAL - разность локальной и текущей температур (по умолчанию 0). В модели может быть задана только одна из двух последних: T_ABS или T_REL_GLOBAL. Если оператор .TEMP в задании отсутствует, то схема рассчитывается при температуре TNOM. Помимо оператора .TEMP температура может изменяться операторами .DC и .STEP. Наличие в одном задании оператора .TEMP и операторов .DC или .STEP, изменяющих температуру, не допускается.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
183
.TEXT
Текстовые параметры .TEXT- ТЕКСТОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Оператор предназначен для задания текстовых параметров в виде текстовых выражений или имен файлов (только начиная с PSpice 5)
Формы оператора 1) .TEXT ... 2) .TEXT ...
Примеры 1) .TEXT NAME = "F1" 2) .TEXT JEDEC_FILE=|NAME+".JED"|
Пояснения Оператор используется только при моделировании цифровых схем. Текстовые параметры используются для: - указания имени JEDEC-файла для программируемых логических матриц; - указания INTEL HEX-файла для программирования ПЗУ или для загрузки информации в ОЗУ; - указания имени файла источника цифровых сигналов FSTIM; - задания текстового параметра подсхемы; - задания части текстового выражения в указанных выше применениях.
184
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.TF
Передаточная функция .TF - ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ
Оператор задает определение передаточных функций по постоянному току. Форма оператора .TF Примеры 1) .TF V(5) VIN 2) .TF I(VDRIV) ICNTRL В первом примере определяется коэффициент передачи напряжения с источника VIN в узел 5 и входные сопротивления схемы со стороны источника VIN и узла 5. Во втором примере определяется коэффициент передачи тока от источника ICNTRL в ветвь, содержащую источник VDRIV; рассчитываются также сопротивления схемы со стороны источников ICNTRL и VDRIV. Примеры выдачи результатов **** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS V(5)/vin = 9.990E+01 INPUT RESISTANCE AT vin = 2.000E+03 OUTPUT RESISTANCE AT V(5) = 9.990E+02 **** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS I(vdriv)/icntrl = 9.901E-03 INPUT RESISTANCE AT icntrl = 9.901E+00 OUTPUT RESISTANCE AT I(vdriv) = 1.010E+14 Пояснения Оператор .TF задает расчет малосигнальных передаточных функций по постоянному току, вычисляемых путем линеаризации схемы в рабочей точке. Рассчитываются коэффициент передачи от входного источника к выходной переменной, а также входное и выходное сопротивления схемы относительно узлов подключения входного источника и выходной
6. Некоторые сообщения программы PSpice
185
.TF
Передаточная функция (продолжение)
переменной. Расчеты соответствуют нулевой частоте, т.е. приращениям постоянных напряжений и токов. Результаты расчетов заносятся в выходной файл (см. примеры). Для этого не требуется наличия операторов .PRINT, .PLOT или .PROBE. В качестве выходной переменной может задаваться напряжение узла, разность напряжений в двух узлах или ток независимого источника напряжения. Поэтому, если интересует ток какого-то другого элемента, то в соответствующую ветвь надо включить источник нулевого напряжения. В задании может быть только один оператор .TF. Точнее, если в задании несколько таких операторов, то воспринимается только последний из них, а остальные игнорируются.
186
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.TRAN
Расчет переходных процессов .TRAN - РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
Форма оператора .TRAN[/OP] + [ []] [UIC] Примеры 1) .TRAN 1ns 200ns 2) .TRAN/OP 1ns 200ns 20ns 3) .TRAN 1ns 200ns 0ns 20ns UIC В первом примере задан расчет на интервале времени 200 нс с шагом печати 1 нс. Во втором примере в дополнение к первому задана подробная печать начальной точки и отсутствие печати на протяжении первых 20 нс. Третий пример аналогичен первому, но в нем задано ограничение на шаг - 20 нс и задан отказ от расчета начальной точки. Пояснения Оператор .TRAN задает расчет переходного процесса в схеме, начиная с нулевого момента времени и до времени, определяемого спецификацией . Расчет переходного процесса начинается с расчета начальной точки (режима по постоянному току) и далее ведется с автоматически изменяющимся внутренним шагом по времени. Этот шаг уменьшается на интервалах времени, соответствующих быстрым изменениям в схеме, и увеличивается на интервалах, на которых в схеме не происходит существенных изменений. Автоматический выбор шага опирается на заданные погрешности расчета (см. оператор .OPTIONS). Чем меньше заданные погрешности, тем меньше шаг и, следовательно, тем больше затраты машинного времени на расчет. Результаты расчета выводятся операторами .PROBE, .PRINT, .PLOT. Спецификация определяет шаг, с которым заносятся результаты в массивы данных, соответствующие этим операторам. Поскольку точки, выводимые на печать, не соответствуют действительно посчитанным с изменяющимся внутренним шагом, то при печати используется интерполяция истинных значений полиномом второго порядка. В результате, если задать
6. Некоторые сообщения программы PSpice
187
.TRAN
Расчет переходных процессов (продолжение)
большой шаг печати, то в моменты резких изменений в схеме печатаемые значения могут заметно отличаться от истиных. В то же время чрезмерное снижение шага печати приводит к увеличению размеров выходного файла и файла .DAT. Не обязательная спецификация задает начальный интервал времени, на протяжении которого результаты не выдаются по операторам .PROBE, .PRINT, .PLOT. Это позволяет не загромождать файлы ненужной пользователю в некоторых случаях информацией о процессах на некотором начальном отрезке времени: например, при подаче какой-нибудь начальной установочной последовательности сигналов, при расчете установившегося режима, при расчете режима по постоянному току с помощью расчета переходных процессов (см. работу [1]) и т.д. Не обязательная спецификация позволяет установить ограничение на величину внутреннего шага по времени. По умолчанию максимальный шаг равен /50. Уменьшение этого шага требуется в некоторых случаях, чтобы не пропустить какой-нибудь короткий входной импульс (см. работу [1]). Как указывалось выше, расчет начинается с определения начальной точки, соответствующей режиму по постоянному току при значениях входных сигналов, соответствующих нулевому моменту времени. По умолчанию в выходном файле печатается таблица узловых потенциалов в этой точке. Задание в операторе .TRAN опции/OP вызывает (если в операторе отсутствует опция UIC) подробную печать информации о режиме и о параметрах всех нелинейных элементов в этой начальной точке, аналогичную той, которую выдает оператор .OP для рабочей точки малосигнального анализа. В некоторых случаях, например, при расчете схем генераторов (см. работу [1]) необходимо отменить расчет начальной точки. Это делается заданием в операторе .TRAN спецификации UIC (Use Initial Conditions). В этом случае начальная точка определяется спецификациями IC в описаниях емкостей и индуктивностей, а также операторами .IC или .LOADBIAS.
188
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.WATCH
Выдача информации на экран .WATCH - ВЫДАЧА ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАН
Оператор задает выдачу текущих результатов расчета на экран (отсутствует в PSpice 4). Форма оператора .WATCH + [ ] ..., где - DC, или AC, или TRAN. Пример .WATCH TRAN V(5) -10 10 IC(Q1) В примере задан вывод на экран в процессе расчета переходного процесса потенциала узла 5 и коллекторного тока транзистора Q1. Если потенциал узла 5 опустится ниже -10 В или поднимется выше 10 В, расчет будет приостановлен. Пояснения Оператор задает вывод на экран в текстовом виде в процессе выполнения заданного вида анализа значений указанных в операторе переменных. Может быть указано до трех переменных типа напряжений и токов. Их значения выводятся в предпоследней строке экрана. Для каждой переменной может быть задан диапазон изменения - . В этом случае программа контролирует данную переменную и, если ее значения вышли из заданных пределов, выдается звуковой сигнал и расчет приостанавливается. При этом на экран выдается сообщение, которое для приведенного выше примера может иметь вид: Watch alarm in Transient Analysis at TIME 33.71E-12 for V(5) * Analysis Paused * Continue the analysis <E> Exit from PSpice Если в ответ нажать клавишу “C”, расчет будет продолжен и в дальнейшем контроль значений данной переменной не будет проводиться. При нажатии клавиш “E” или Esc расчет прервется. В задании может быть несколько операторов .WATCH для разных видов анализа. Использование этих операторов очень полезно при длительных расчетах, так как позволяет контролировать ход вычислений и остановиться, если достигнут интересующий уровень сигнала или если схема работает неправильно и сигнал вышел из разумных пределов.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
189
.WCASE
Расчет на наихудший случай .WCASE - РАСЧЕТ НА НАИХУДШИЙ СЛУЧАЙ
Форма оператора .WCASE + [] , где - DC, или AC, или TRAN.
Примеры 1) .WCASE TRAN V(5) YMAX 2) .WCASE DC IC(Q7) MAX VARY DEV 3) .WCASE AC V(4,5) FALL_EDGE(7) DEVICES RC OUTPUT ALL 4) .WCASE AC V(4,5) RISE_EDGE(7) HI DEVICES RC OUTPUT ALL Первый пример задает расчет наихудшего случая по критерию "максимальное отклонение от номинала напряжения узла 5 во время переходного процесса". Второй пример задает расчет наихудшего случая по критерию "максимальное значение коллекторного тока транзистора Q7 при DC анализе" при учете только допусков типа DEV. Третий пример задает расчет наихудшего случая для частотного анализа по критерию "минимальная частота пересечения спадающим напряжением V(4,5) уровня 7В" (например, верхняя граничная частота) при вариациях параметров только сопротивлений и емкостей, с подробной печатью промежуточных результатов расчета. Четвертый пример аналогичен третьему, но с критерием "максимальная частота пересечения нарастающим напряжением V(4,5) уровня 7В" (например, нижняя граничная частота). Пояснения Оператор .WСASE задает расчет чувствительности схемы при выбранном виде анализа (DC, частотный анализ, расчет переходных процессов) к параметрам моделей элементов, а также основанный на этом анализе расчет наихудшего случая по заданному критерию. Сначала проводится заданный вид анализа при номинальных значениях параметров. Затем осуществляется многократный расчет при изменении каждый раз одного параметра модели элемента. На основании этих просчетов вычисляются коэффициенты чувствительности заданного критерия к каждому параметру моделей и по ним определяется наихудшее сочетание
190
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.WCASE
Расчет на наихудший случай (продолжение)
параметров. В заключении рассчитывается схема для этого наихудшего сочетания параметров. В процессе анализа чувствительности и расчета наихудшего случая варьируются параметры моделей, содержащие спецификации допусков DEV и LOT (см. оператор .MODEL и работу [1]). Спецификация в операторе .WCASE равна DC, или AC, или TRAN. Она указывает, для какого из видов анализа проводится анализ чувствительности и расчет наихудшего случая. Все остальные виды анализа, указанные в задании на расчет схемы, проводятся один раз при номинальных значениях параметров элементов. Спецификация указывает, к значениям какой переменной относится заданный критерий наихудшего случая. Форма описания выходной переменной обычная (см. раздел "Обозначения переменных"). Во всех трех видах анализа (DC, AC, TRAN), которые могут использоваться при расчете наихудшего случая, получается некоторая зависимость выходной переменной: от аргумента оператора DC, от частоты, от времени. На этих зависимостях (графиках кривых) и задается некоторый критерий (функционал), определяющий качество схемы и служащий для формулировки понятия "наихудший случай". Спецификация может принимать значения: YMAX
ищется максимальное отклонение каждой кривой от номинальной;
MAX
ищется максимальное значение каждой кривой;
MIN
ищется минимальное значение каждой кривой;
RISE_EDGE () ищется первый момент пересечения нарастающей кривой заданного значения; для того, чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке меньше заданного значения, а в следующей точке больше; FALL_EDGE () ищется первый момент пересечения спадающей кривой заданного значения; для того, чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке больше заданного значения, а в следующей точке меньше.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
191
.WCASE
Расчет на наихудший случай (продолжение)
В оператор .WCASE могут быть включены одна или несколько опций, управляющих печатью результатов расчета, диапазоном изменения аргумента зависимостей, уточняющих понятие наихудшего случая. Опции могут принимать следующие значения: OUTPUT ALL - задает вывод результатов расчетов, заданных операторами .PROBE, .PRINT, .PLOT при каждом изменении параметров. Если эта опция отсутствует, вывод результатов по операторам .PROBE, .PRINT, .PLOT осуществляется только в номинальной и в наихудшей точках. Печать коэффициентов чувствительности, значений заданного критерия и наихудшего сочетания параметров осуществляется в выходном файле всегда, независимо от этой опции и от присутствия в задании операторов .PROBE, .PRINT, .PLOT. RANGE (, ) - задает ограничения на диапазон изменения аргумента (параметра DC, частоты, времени) при расчете критерия. В качестве или может быть задан символ "*", что означает "без ограничения". Например: RANGE(*,0.5) - критерий вычисляется только для значений аргумента ≤ 0.5. RANGE(-1,*) - критерий определяется только для значений аргумента ≥ 1. HI или LO - определяет, какое значение критерия (максимальное или минимальное) является наихудшим. По умолчанию для критериев YMAX и MAX используется HI, а для остальных критерив - LO. Это умолчание и можно изменить, задавая эту опцию (см. пример 4, в котором использована опция HI, чтобы определить, что наихудшему случаю соответствует максимальное значение нижней граничной частоты). VARY - определяет, какие параметры моделей варьируются в процессе расчета. может принимать значения: DEV - варьируются только параметры, допуск которых описан как DEV; LOT - варьируются только параметры, допуск которых описан как LOT;
192
6. Некоторые сообщения программы PSpice
.WCASE
Расчет на наихудший случай (окончание)
BOTH - варьируются параметры, имеющие описания или DEV, или LOT, или и то и другое (данная спецификация используется по умолчанию). BY - определяет, на какую долю от номинала варьируются параметры при расчете чувствительности. может принимать значения: RELTOL - варьирование осуществляется на величину, заданную опцией RELTOL (см. оператор .OPTIONS, по умолчанию RELTOL=0.001); - варьирование осуществляется на заданную величину. По умолчанию используется BY RELTOL. При выборе величины варьирования следует учитывать, что при слишком малых приращениях параметров значения коэффициентов чувствительности недостоверны из-за алгоритмических ошибок вычисления критерия. DEVICE - задает список видов элементов, параметры которых варьируются. По умолчанию варьируются параметры моделей всех видов элементов в схеме. Если требуется ограничиться только несколькими видами элементов, следует задать эту опцию и сформировать . В него записываются без пробелов и других разделителей символы, обозначающие соответствующие виды элементов (см. пример 4). Оператор .WCASE изменяет параметры элементов схемы. Но параметры могут изменяться и другими операторами: .DC, .STEP, .MC. Чтобы в подобных случаях не возникало недоразумений, в PSpice принято правило: нельзя совмещать в одном задании операторы, изменяющие одни и те же параметры. Поэтому операторы .MC и .WCASE всегда несовместимы друг с другом, а операторы .DC и .STEP несовместимы с .WCASE в некоторых случаях. Например, можно совместить в задании оператор .WCASE и операторы .DC или .STEP, изменяющие напряжение каких-либо источников. Но эти операторы нельзя объединить, если .DC или .STEP изменяют параметры резистора. Более подробную информацию об анализе чувствительности и расчете на наихудший случай см. в работе [1].
6. Некоторые сообщения программы PSpice
193
.WIDTH
Длина строки
.WIDTH - ДЛИНА СТРОКИ Оператор задает длину строки входного или выходного файла. Форма оператора .WIDTH [IN = ] [OUT = ] Примеры 1) .WIDTH IN=132 2) .WIDTH OUT=132 3) .WIDTH IN=132 OUT=132 Первый пример задает, что в строках входного файла .CIR будет читаться до 132 символов. Второй пример задает длину строки выходного файла .OUT равной 132 символам. В третьем примере длина строки в 132 символа устанавливается и для входного файла .CIR, и для выходного файла .OUT. Пояснения Оператор .WIDTH устанавливает максимальное число символов, которое может содержаться в строке входного (форма оператора 1) или выходного (форма оператора 2) файлов. По умолчанию длина строки в обоих файлах 80. Длину строки входного файла имеет смысл увеличивать, чтобы ослабить ограничение на сложность применяемых математических выражений, которые не могут занимать более одной строки. Для входного файла не может превышать 132. Длина строки выходного файла .OUT может принимать только два значения - 80 или 132. При этом надо учитывать, что на стандартном экране дисплея видно только 80 символов. Поэтому длина 132 не удобна для работы с экраном и может иметь смысл только для печати выходного файла на принтере.
194
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Алфавит логических сигналов
5. ЦИФРОВОЕ И СМЕШАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОГРАММЕ PSPICE В данном разделе приведены логические примитивы, модели и форматы, используемые в программе PSpice для цифрового и смешанного моделирования. Операторы, в которых используются эти модели и форматы (N, O, U), описаны выше в разделе 2. Их можно применять в PSpice 5 или в PSpice 4 при наличии опций Digital Simulation и Digital Files. В Design Center эти опции включены всегда. Более подробные сведения о цифровом и смешанном моделировании приведены в [2]. Особенности программы PLOGIC пакета Design Center 6.2 не рассматриваются.
АЛФАВИТ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Логические сигналы в PSpice 4 могут принимать следующие значения: “1” - высокий уровень; “0” - низкий уровень; “X” - неопределенное состояние. В PSpice 5 в алфавит добавлено еще 2 значения: “R” - переход “0”→“1” (положительный фронт) “F” - переход “1”→“0” (отрицательный фронт) Логическим сигналам может быть приписана сила. Сила сигнала используется в случаях, когда к одному узлу подключено несколько выходов логических элементов. Тогда значение сигнала в этом узле соответствует тому сигналу, который имеет большую силу. Если несколько сигналов имеют одинаковую силу, то результирующий сигнал будет неопределенным. Сила сигнала определяется выходными сопротивлениями, задаваемыми в модели входа/выхода. В PSpice 4 приняты следующие силы сигналов (они перечисляются в порядке убывания силы и сопровождаются условными трактовками их смыслового значения):
6. Некоторые сообщения программы PSpice
195
Алфавит логических сигналов (окончание) F - сила внешних генераторов сигналов и источников питания; D - сила выходов вентилей; W - сила нагрузочных сопротивлений; Z - высокоомное состояние. Считается, что F > D > W > Z. Значения выходных сопротивлений, соответствующие различным силам сигнала, определяются пороговыми функциями с порогами DIGSTRF, DIGSTRD, DIGSTRW (см. модель входа/выхода). В PSpice 5 сила сигнала определяется более дробной шкалой. Считается, что сила сигналов различна, если выходные сопротивления их источников различаются, по крайней мере, в DIGOVRDRV раз (задается в операторе .OPTIONS, по умолчанию 3). Подробнее см. раздел модель входа/выхода. В PSpice определены стандартные имена узлов, соответствующих постоянным уровням логических сигналов: имя узла $D_HI $D_LO $D_X $D_NC
уровень “1” “0” “X” не определен
Узлы $D_HI, $D_LO, $D_X поддерживают соответствующие уровни независимо от того, что к ним подключено. Узел $D_NC используется для подключения к нему выходов цифровых элементов, которые не используются в моделируемой схеме.
196
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Форматы входных файлов
ФОРМАТЫ ВХОДНЫХ ФАЙЛОВ Определено 5 форматов входных файлов при последовательном смешанном моделировании. Выбор того или иного формата осуществляется параметром FORMAT в описании модели интерфейса N (см. оператор N в разделе 2). По умолчанию FORMAT=1. Все форматы могут помимо необходимой информации содержать информацию о сигналах, которые не используются в смешанном моделировании. PSpice выберет из файла нужную информацию. В файл достаточно включать только те моменты времени, в которые происходят изменения каких-нибудь сигналов. PSpice будет полагать, что все сигналы остаются постоянными до следующего момента времени. Logic Simulator Printout Format (FORMAT=1) Пример формата RT L EEA SSS ETT TP P II NN 1 0 12 15 25
10X 11X 00X 001
Описание формата В начале файла записаны вертикально имена сигналов. Им могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. Секция имен кончается строкой, не содержащей символов букв и цифр. Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. Времени могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. После времени следуют пробелы или символы табуляции. Первый символ, не являющийся пробелом или символом табуляции, воспринимается как начало вектора значений сигналов. Каждый символ в этом векторе соответствует одному имени сигнала: первый символ - первому сигналу, второй - второму и т.д. Для каждой временной точки указываются все сигналы.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
197
Форматы входных файлов (продолжение)
Table Format (FORMAT=2) Пример формата RESET TESTPIN1 \ LASTPIN 0 12 15 25
10X 11X 00X 001
Описание формата Этот формат удобно использовать, если программа логического моделирования в своем выходном файле не указывает имена сигналов. Тогда проще всего включить в начало этого файла секцию с именами по описанному ниже формату. Этот формат также удобно использовать при составлении файла вручную, если файл не генерируется какой-либо программой. Первая запись в файле - список имен сигналов. Порядок перечисления имен соответствует порядку колонок в последующей таблице значений сигналов. Имена отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. Список заканчивается символом перевода строки. Если желательно продолжить список на нескольких строках, перед переводом строки следует поместить символ "\". Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. Времени могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. После времени следуют пробелы или символы табуляции. Первый символ, не являющийся пробелом или символом табуляции, воспринимается как начало вектора значений сигналов. Каждый символ в этом векторе соответствует одному имени сигнала: первый символ - первому сигналу, второй - второму и т.д. Для каждой временной точки указываются все сигналы.
198
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Форматы входных файлов (продолжение)
Column Number Format (FORMAT=3) Пример формата RESET TESTPIN1 \ LASTPIN 0 10X 12 1:2 15 0 0 25 1:3 Описание формата Первая запись в файле - список имен сигналов. Порядок перечисления имен соответствует порядку колонок в последующей таблице значений сигналов. Имена отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. Список заканчивается символом перевода строки. Если желательно продолжить список на нескольких строках, перед переводом строки следует поместить символ "\". Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. После времени следуют пробелы или символы табуляции, после чего начинается вектор значений сигналов. Отдельные символы в этом векторе отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. В вектор могут включаться не все сигналы, а только те, которые переключаются в данный момент. В этом случае после символа сигнала ставится символ ";" и номер колонки (см. строки 2 и 4 вектора в приведенном выше примере, которые означают, что в момент 12 переключился в состояние “1” сигнал 2, а в момент 25 - сигнал 3) или номер колонки определяется позицией символа в записи (см. в примере строку 3, которая означает, что в момент 15 переключились в “0” первый и второй сигналы).
6. Некоторые сообщения программы PSpice
199
Форматы входных файлов (продолжение)
CADAT Format (FORMAT=4) Пример формата *** DISPLAY PROCESSOR *** Thu Jul 23 15:33:34 1995 CYCLE MODE GOOD
STEP # ---------pwr pindef pindef 1 2 3 4 5 6 7 8 9
|| DDNNP || I OC C R || NUKL I || T I R N NI i| N || I I- I || - 0 I || - - || X || XX1 X 1 ; , X1 , 101, , , 10, , , 0. , , , 1. , 0, 0. , . , 1. , . , 0. , . , . , , .
S T R B
I X 1 , , , , , , , ,
Описание формата Этот формат программы CADAT Display Processor. PSpice при чтении преобразует "," в 1, "." в 0, ";" в X, "X" в Z.
200
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Форматы входных файлов (окончание)
VIEWsim Format (FORMAT=5) Пример формата RT L EEA SSS ETT TP P II NN 1 --TIME 0.0NS 12.0NS 15.0NS 25.0NS 125.0NS
BBB 10X 11X 00X 001 00X
Описание формата Это формат программы логического моделирования VIEWsim. Время имеет формат ххх.хNS. PSpice читает его как число временных шагов ххх (т.е.12.0NS читается как 120), поэтому надо задавать величину временного шага равной 0.1 нс.
6. Некоторые сообщения программы PSpice
201
Форматы выходных файлов
ФОРМАТЫ ВЫХОДНЫХ ФАЙЛОВ Определено 5 форматов выходных файлов при последовательном смешанном моделировании. Выбор того или иного формата осуществляется параметром FORMAT в описании модели интерфейса O (см. оператор O в разделе 2). По умолчанию FORMAT=1. Logic Simulator Printout Format (FORMAT=1) Пример формата RT L EEA SSS ETT TP P II NN 1 0 12 15 25
101 110 001 000
Описание формата В этом формате имена сигналов печатаются вертикально. Нет колонки пробелов. После строки пробелов следуют строки, содержащие время во временных шагах и значения всех сигналов. Table Format (FORMAT=2) Пример формата RESET TESTPIN1 LASTPIN 0 10X 12 1 1 X 15 0 0 X 25 0 0 1
202
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Форматы выходных файлов (продолжение) Описание формата Первая строка этого формата содержит имена сигналов, разделенные пробелами и размещенные в том порядке, в котором далее следуют данные о состояниях сигналов. Каждая строка данных содержит время во временных шагах и значения всех сигналов.
Column Number Format (FORMAT=3) Пример формата RESET TESTPIN1 LASTPIN 0 1:1 0:2 0:3 12 1:2 15 0:1 0:2 25 1:3 Описание формата Первая строка этого формата содержит имена сигналов, разделенные пробелами и размещенные в том порядке, в котором далее следуют данные о состояниях сигналов. Каждая строка данных содержит время во временных шагах и значения тех сигналов, которые изменились на данном шаге. После состояния сигнала следует двоеточие, порядковый номер сигнала и пробел. После последнего сигнала расположен символ перевода строки.
CADAT Format (FORMAT=4) Пример формата /* To use this simulation input file use these commands: */ /* Just after other TIMEDEF statments add: */ /* TIMEDEF n PERIOD = 40.0NS; */ /* Just after other INPUT definitions add: */ /* INPUT n PRIN NCKIN NCLRIN */ BACKGROUND PRIN = 1 AT 0 CICLE BACKGROUND NCKIN = X AT 0 CICLE BACKGROUND NCLRIN = 0 AT 0 CICLE BACKGROUND NCKIN = 1 AT 1 CICLE
6. Некоторые сообщения программы PSpice
203
Форматы выходных файлов (окончание)
Описание формата Это формат программы CADAT Digital Stimulus Language (DSL). Вверху файла комментарий, поясняющий, как использовать файл. VIEWsim Format (FORMAT=5) Пример формата | To use waveform file, issue these comands: | VECTOR PSpiceIn PRIN NCKIN NCLRIN | | | WFM PSpiceIn < viewsim.dot @0 @2689 @3084 @5063
= = = =
1X0 0X0 000 0X0
Описание формата Это формат файла программы логического моделирования VIEWsim (команда WFM). Вверху файла комментарий (строки, начинающиеся с символа "|"), поясняющий, как использовать файл.
204
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Модель входа/выхода
МОДЕЛЬ ВХОДА/ВЫХОДА Форма оператора .MODEL UIO [(параметры модели)] Пример .MODEL IO_STD UIO (drvh=96.4, drvl=104, AtoD=AtoD_STD_ST, + DtoA=DtoA_STD) Параметры модели имя
INLD OUTLD DRVH DRVL AtoD1 DtoA1 AtoD2 DtoA2 AtoD3 DtoA3 AtoD4 DtoA4 *) TSWLH1 *) TSWLH2 *) TSWLH3 *) TSWLH4 *) TSWHL1 *) TSWHL2 *) TSWHL3 *) TSWHL4 **) INR **) DRVZ **) TSTOREMN
параметр
входная емкость выходная емкость выходное сопротивление высокого уровня выходное сопротивление низкого уровня имя подсхемы интерфейса А/Ц (уровень 1) имя подсхемы интерфейса Ц/А (уровень 1) имя подсхемы интерфейса А/Ц (уровень 2) имя подсхемы интерфейса Ц/А (уровень 2) имя подсхемы интерфейса А/Ц (уровень 3) имя подсхемы интерфейса Ц/А (уровень 3) имя подсхемы интерфейса А/Ц (уровень 4) имя подсхемы интерфейса Ц/А (уровень 4) время переключения “0”→“1” для DtoA1 время переключения “0”→“1” для DtoA2 время переключения “0”→“1” для DtoA3 время переключения “0”→“1” для DtoA4 время переключения “1”→“0” для DtoA1 время переключения “1”→“0” для DtoA2 время переключения “1”→“0” для DtoA3 время переключения “1”→“0” для DtoA4 входное сопротивление утечки выходное сопротивление утечки “Z”-состояния минимальное время хранения заряда
раз- умолча-ние мерность Ф 0 Ф 0 Ом 0 или 50 * ) Ом 0 или 50 * ) AtoDDefault DtoADefault AtoDDefault DtoADefault AtoDDefault DtoADefault AtoDDefault DtoADefault с 0 с 0 с 0 с 0 с 0 с 0 с 0 с 0 Ом 30кОм Ом 250кОм с 1мс
6. Некоторые сообщения программы PSpice
205
*)
- для PSpice 5
**)
- для PSpice 5.3
Модель входа/выхода (продолжение)
Пояснения Модели входа/выхода используются в описаниях большинства цифровых элементов U. Они определяют силу выходного сигнала элемента, дополнительные задержки элемента за счет нагрузок, модели интерфейсов при смешанном моделировании. Следует учитывать, что задаваемые в модели емкости и сопротивления носят условный характер и служат только для определения силы выходного сигнала и дополнительных задержек. Сила выходного сигнала в PSpice 4 определяется сравнением заданных в модели выходных сопротивлений DRVH и RVL с параметрами DIGSTRF, DIGSTRD и DIGSTRW, задаваемыми в операторе .OPTIONS: условие для Rвых
сила сигнала
Rвых < DIGSTRF DIGSTRF ≤ Rвых < DIGSTRD
F D
DIGSTRD ≤ Rвых < DIGSTRW
W
Rвых ≥ DIGSTRW
Z
Задавая разные значения DRVH и DRVL, можно приписать разные силы различным уровням выходного сигнала. По умолчанию параметры оператора .OPTIONS равны: параметр DIGSTRF DIGSTRD DIGSTRW
умолчание 10 100 10 000
В PSpice 5 введена более дробная шкала сил сигналов. Считается, что сила сигналов различна, если выходные сопротивления их источников различаются, по крайней мере, в DIGOVRDRV раз. Параметр DIGOVRDRV задается в операторе .OPTIONS и по умолчанию равен 3. Сами сопротивления DRVH и DRVL могут задаваться в пределах от DIGDRVF до DIGDRVZ. Эти параметры задаются оператором .OPTIONS и по умолчанию равны DIGDRVF=2 Ом, DIGDRVZ=20 кОм.
206
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Модель входа/выхода (окончание)
Задержка, вносимая нагрузками, определяется следующим образом. Программа рассчитывает емкость нагрузки Cн некоторого цифрового элемента как сумму всех входных и выходных емкостей, подключенных к узлу его выхода. Тогда дополнительная задержка на выходе элемента определяется как Rвых⋅Cн⋅ln(2)≅ 0,69⋅Rвых⋅Cн. Те или иные подсхемы интерфейсов, имена которых задаются в модели, включаются в схему в зависимости от параметра IO_LEVEL, задаваемого при описании цифровых элементов (см. оператор U в разделе 2). При IO_LEVEL=1 включаются AtoD1/DtoA1, при IO_LEVEL=2 - AtoD2/DtoA2 и т.д. При IO_LEVEL=0 применяется значение DIGIOLVL, задаваемое в операторе .OPTIONS (по умолчанию 1). В стандартной библиотеке интерфейсов программы PSpice 5 имеются следующие модели интерфейсов. IO_LEVEL 1 2 3 4
модель основная модель с алфавитом “0”, “1”, “X”, “R”, “F” (для AtoD) то же без неопределенного состояния “X” сложная нелинейная модель с алфавитом “0”, “1”, “X”, “R”, “F” (для AtoD) то же без состояний “X”, “R”, “F”
6. Некоторые сообщения программы PSpice
207
Генератор логических сигналов ГЕНЕРАТОР ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Формы оператора 1) Программируемый генератор сигналов U STIM( ) 5)
+ + [TIMESTEP=] 5)
- только для PSpice 5 2) Чтение из файла (эта форма введена только начиная с PSpice 5 старших версий и в Design Center 6) U FSTIM() + + FILE=[IO_LEVEL=] + SIGNAMES= Примеры 1) Пример второй формы: U_U1 FSTIM(1) UP UM 5 IO_STD FILE="stm1.stm" SIGNAMES=A 2) UCLOCK STIM(1,1) UP UM OUT1 IO_STM + 0s 0 ; в нулевой момент OUT1=“0” + LABEL=STARTLOOP ; через 5 нс OUT1=“1” + +5ns 1 ; еще через 5нс OUT1=“0” + +5ns 0 + +5ns GOTO STARTLOOP -1 TIMES ; через 5 нс уход на STARTLOOP, ; выполняется первый оператор цикла ; без ожидания 5 нс; -1 TIMES ; вызывает бесконечное повторение.
208
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Генератор логических сигналов (продолжение) 3) US1 STIM (2,11) UP UM 1 2 IO_STM TIMESTEP=1ns + 0c 00 ; в нулевой момент оба узла = “0” + LABEL=STARTLOOP + 1c 01 ; в момент 1 нс узел 1 = “0”, узел 2 = “1” + 2c 11 ; в момент 2 нс оба узла = “1” + 3c GOTO STARTLOOP 3 TIMES ; в момент 3 нс уход на STARTLOOP, ; выполняется без задержки первый ; оператор цикла; 3 TIMES вызывает ; выполнение цикла 4 раза (3 ухода ; на STARTLOOP) 4) U1 STIM(4,4) UP UM IN1 IN2 IN3 IN4 IO_STM TIMESTEP=1ns + 0, 0 ; в нулевой момент все узлы = “0” + LABEL=START + 10C, 1 ; в 10 нс IN1, IN2 и IN3 = “0”, IN4 = “1” + +5ns, 0 ; через 5 нс все узлы = “0” + 20C, A ; в 20 нс IN1 и IN3 = “1”, IN2 и IN4 = “0” + +5ns 0 ; через 5 нс все узлы = “0” + 30C, GOTO START 1 TIMES ; в 30 нс без задержки выполняется первый ; оператор цикла; 1 TIMES вызывает ; выполнение цикла 2 раза (1 уход на ; начало) + +10C, 1 ; после выполнения цикла второй раз ; задержка 10 нс и потом IN1, IN2 и IN3 = “0”, ; IN4 = “1” 5) U2 STIM (16, 4444) UP UM 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 IO_STM + TIMESTEP=10ns + 0s, 0000 ; в нулевой момент все узлы = “0” + LABEL=STARTLOOP + 10c INCR BY 0001 ; в 100 нс увеличение сигнала ; шины на 1 + 20c GOTO STARTLOOP UNTIL GE 000A ; если сигнал шины < 10, возврат ; на STARTLOOP и выполнение ; первого оператора без задержки
6. Некоторые сообщения программы PSpice
209
Генератор логических сигналов (продолжение) 6) USTIM STIM(7,1141) UP UM 1 2 3 4 5 6 7 IO_STM + 0s 0000 + LABEL=STARTLOOP + 1ns 0070 + 2ns 11F1 + 3ns GOTO STARTLOOP 3 TIMES
; в нулевой момент все узлы = “0” ; в 1 нс узлы 1,2,3=“0”, узлы 4,5,6=“1”, ;узел7=“0” ; в 2 нс все узлы = “1” ; в 3 нс без задержки выполняется ;первый; оператор цикла 3 TIMES ;вызывает выполнение цикла 4 раза ;(3 уход на ; начало)
Пояснения Подробное пояснение примеров дано в комментариях к ним и в [2]. Ниже рассматривается синтаксис оператора. Параметр определяет число генерируемых сигналов. Узлы подключения этих сигналов перечисляются в списке . Параметр указывает, в каком виде (двоичном, восьмеричном или шестнадцатиричном) будут представляться в дальнейших операторах значения сигналов. Формат указывается равным числу разрядов: 1, 3 или 4 соответственно для двоичного, восьмеричного или шестнадцатиричного представления. Сумма разрядов, указанных в параметре , должна совпадать с числом сигналов, указанных в параметре . Например, пусть равно четырем. Тогда параметр может быть записан в виде 1111. Это означает, что вектор значений всех сигналов в дальнейшем будет записываться в двоичном виде, например, 1010. Однако при четырех сигналах параметр может быть записан в виде 4. Это означает, что вектор значений сигналов в дальнейшем будет записываться в виде одной шестнадцатиричной цифры, т.е. не 1010, а A. Наконец, при четырех сигналах параметр может быть записан в виде 13 или 31. Это значит, что значения сигналов в дальнейшем будет записываться в виде одной двоичной и одной восьмеричной цифры (т.е. не 1010, а 12) или, наоборот, одной восьмеричной и одной двоичной цифры (т.е. не 1010, а 50). Параметр определяет, как и обычно, нагрузочную способность генератора, в частности, дополнительные задержки при подключении нагрузок (см. оператор Модель входа/выхода в данном разделе).
210
6. Некоторые сообщения программы PSpice
Генератор логических сигналов для цифровых схем (продолжение) Параметр TIMESTEP= определяет величину шага (цикла) в секундах. Здесь под шагом подразумевается некоторая единица измерения времени, которая может использоваться в дальнейших операторах для записи временных соотношений. Например, TIMESTEP=10ns означает, что в дальнейшем можно измерять время в шагах (циклах), т.е. в десятках наносекунд. Перейдем теперь к главной части оператора - к разделу . Основой программы являются команды вида . В этой команде - момент, в который вектор сигналов принимает значение, указанное в команде. записывается в соответствии с определенными ранее форматами (см. примеры). А может измеряться или в секундах, или в шагах (циклах), определенных параметром TIMESTEP. Если время задается в шагах, то после числа пишется суффикс "С" (cycle). Если же время задается в секундах, то пишется суффикс "S" или масштабные суффиксы "NS", "MS" и т.п. Перед числом, обозначающим время, может ставиться знак "+" - это означает, что задан не момент, а отрезок времени, который должен прибавляться к текущему времени. Значения времени в последовательных командах должны строго возрастать, в частности, не должно быть двух событий, относящихся к одному моменту времени. Помимо указанной основной команды в программе могут использоваться команды: 1) 2) 3)
